Minimalni otklon: simetričan prolaz kroz prizmu

1 · Predviđanje

Zraka kroz prizmu postiže svoj najmanji mogući kut otklona pri jednom posebnom kutu upadanja — simetričnom prolazu, gdje zraka unutar prizme putuje paralelno s bazom. Ima prizma šireg vršnog kuta veći minimalni otklon?

• Da — veći vršni kut ukupno jače savija zraku, dajući veći minimalni otklon.
• Veći vršni kut daje manji minimalni otklon.
• Minimalni otklon ne ovisi o vršnom kutu.

2 · Postava

1. Otvori postav min-deviation i pritisni Resetiraj. Ova prizma 60°/n=1.5 postavljena je na kut upadanja simetričnog prolaza, koji minimizira otklon.
2. Omogući očitanje otklona.
3. Postavi vršni kut za svaki pokušaj (indeks n = 1.5 fiksno), zatim rotiraj prizmu — povuci klizač nagiba — dok očitanje otklona ne prestane padati i počne rasti. Zabilježi tu najmanju vrijednost: to je minimalni otklon za taj vršni kut.

3 · Prikupljanje podataka

Nacrtaj δ_min (y-os) naspram vršnog kuta A (x-os) za svoja tri pokušaja. Je li crta pravac?

4 · Analiza

1. Za jedan pokušaj izračunaj δ_min = 2·asin(n·sin(A/2)) − A koristeći n = 1.5. Usporedi s tablicom.
2. Objasni zašto simetričan prolaz (zraka putuje paralelno s bazom prizme unutar stakla) daje najmanji mogući otklon za dani vršni kut i indeks — bilo koji drugi kut upadanja proizvodi VIŠE otklona, ne manje.

5 · Proširenje

1. Formula minimalnog otklona može se invertirati za MJERENJE indeksa loma stakla iz vršnog kuta i izmjerenog minimalnog otklona: n = sin((A+δ_min)/2)/sin(A/2). Ovo je klasa tehnika prizmenog spektrometra. Zašto bi eksperimentalno traženje minimuma (sporim rotiranjem prizme i gledanjem gdje otklon prestane padati) bilo pouzdanije od mjerenja pri proizvoljnom kutu upadanja?
2. Prizma većeg vršnog kuta širi bijelo svjetlost u širi spektar. Objasni, koristeći svoj odnos δ_min naspram A, zašto bi dizajneri spektrometra odabrali veći vršni kut kad trebaju finiju razlučivost valnih duljina.

Fizika iza ovog pokusa

← Natrag na pokus

138 besplatnih radnih listova iz fizike za ispis