Flintno staklo: prizma višeg indeksa
1 · Predviđanje
Gusto flintno staklo ima viši indeks loma (n ≈ 1.66) od običnog krunskog stakla (n ≈ 1.5). Otklanja li prizma višeg indeksa svjetlost više ili manje od one nižeg, pri istom kutu upadanja i vršnom kutu?
- Manji otklon za viši indeks.
- Više — viši indeks jače savija svjetlost na svakoj plohi, proizvodeći veći ukupni otklon.
- Otklon nije pogođen indeksom.
2 · Postava
- Otvori postav flint-prism i pritisni Resetiraj. Ova prizma flintnog stakla ima vršni kut A = 60°, indeks n = 1.66.
- Omogući očitanje ukupnog otklona.
- Postavi kut upadanja za svaki pokušaj i zabilježi ukupni otklon.
3 · Prikupljanje podataka
| Kut upadanja θ₁ (°) | Ukupni otklon δ (°) |
|---|---|
| 42.00 | |
| 52.00 | |
| 62.00 |
Nacrtaj otklon δ (y-os) naspram kuta upadanja θ₁ (x-os) za svoja tri pokušaja. Usporedi ukupnu ljestvicu s vrijednostima krunskog stakla pokusa white-light-prism.
4 · Analiza
- Za jedan pokušaj izračunaj θ₂ = asin(sin θ₁/n), θ₃ = A − θ₂, θ₄ = asin(n·sin θ₃), zatim δ = θ₁ + θ₄ − A, koristeći n = 1.66. Usporedi s tablicom.
- Usporedi svoje vrijednosti otklona ovdje s onima pokusa white-light-prism (isti vršni kut, niži indeks). Objasni zašto viši indeks flintnog stakla dosljedno daje veći otklon pri istim kutovima upadanja.
5 · Proširenje
- Dizajneri objektiva kombinuju elemente krunskog i flintnog stakla („akromatski dublet“) za poništavanje kromatske aberacije — jer dvije vrste stakla različito dispergiraju boju. Objasni zašto upotreba samo jedne vrste stakla, ma kako precizno oblikovane, ne može sama ukloniti obojene rubove.
- Flintno staklo širi raspon boja više od krunskog za isti vršni kut (više disperzije, ne samo više otklona). Objasni zašto stakla višeg indeksa poput flinta teže jače dispergirati svjetlost kroz vidljivi spektar.
Fizika iza ovog pokusa
Otklon skalira s indeksom
Pri bilo kojem fiksnom kutu upadanja i vršnom kutu, prizma višeg indeksa daje veći otklon — obje refrakcije po Snellovom zakonu (ulaz i izlaz) jače savijaju zraku za veći n.
Optika
- Sabirna leća: stvarne slike izvan 2f
- Žarište: kamo slike bježe u beskonačnost
- Leća kao povećalo
- Rasipna leća: uvijek nestvarna, uvijek umanjena
- Udubljeno zrcalo: stvarne slike poput sabirne leće
- Ispupčeno zrcalo: uvijek umanjena nestvarna slika
- Ravno zrcalo: poseban, nepromjenjiv slučaj
- Prividna dubina: zašto bazen izgleda pliće nego što jest
- Totalna refleksija: granični kut
- Prijenos s dvije leće: ulančavanje slika
- Složeni mikroskop: dvije leće za veliko povećanje
- Fotografski povećavač: dvije leće za stvarnu, veću sliku