Tanka prizma: aproksimacija malog kuta

1 · Predviđanje

Prizma s malim vršnim kutom („tanka prizma“) blago otklanja svjetlost. Ostaje li otklon približno stalan kroz raspon kutova upadanja, za razliku od dramatičnije krivulje minimalnog otklona prizme širokog vrha?

• Otklon se i dalje dramatično mijenja s kutom upadanja, kao kod prizme širokog vrha.
• Da — za tanku prizmu, otklon je približno δ ≈ (n−1)A, ostajući gotovo stalan kroz tipičan raspon kutova upadanja blizu normale.
• Tanka prizma proizvodi u biti nula otklona.

2 · Postava

1. Otvori postav small-apex-prism i pritisni Resetiraj. Ova tanka prizma ima vršni kut A = 30°, indeks n = 1.5.
2. Omogući očitanje ukupnog otklona.
3. Postavi kut upadanja za svaki pokušaj i zabilježi ukupni otklon.

3 · Prikupljanje podataka

Nacrtaj otklon δ (y-os) naspram kuta upadanja θ₁ (x-os) za svoja tri pokušaja. Je li krivulja mnogo ravnija od one pokusa white-light-prism?

4 · Analiza

1. Za jedan pokušaj izračunaj θ₂ = asin(sin θ₁/n), θ₃ = A − θ₂, θ₄ = asin(n·sin θ₃), zatim δ = θ₁ + θ₄ − A, koristeći A = 30°, n = 1.5. Usporedi s tablicom. Također izračunaj aproksimaciju tanke prizme δ ≈ (n−1)A = 15° i vidi koliko blizu tvoje točne vrijednosti slijeću.
2. Objasni zašto manji vršni kut čini ukupni otklon manje osjetljivim na točan kut upadanja — aproksimacija tanke prizme δ ≈ (n−1)A potpuno odbacuje ovisnost o kutu, valjana kad je A mali.

5 · Proširenje

1. Tanke prizme („optički klinovi“) koriste se u nekim korektivnim naočalama i daljinomjerima upravo zato što njihov gotovo stalan otklon čini ih predvidljivima i lakima za dizajn. Objasni zašto bi oštro kutno-ovisan otklon prizme širokog vrha bio loš izbor za jednostavan korektivni klin.
2. Usporedi svoj raspon otklona ovdje s mnogo širim zamahima pokusa white-light-prism. Objasni zašto veći vršni kut pojačava kutnu ovisnost otklona, dok je mali vršni kut gotovo eliminira.

Fizika iza ovog pokusa

← Natrag na pokus

138 besplatnih radnih listova iz fizike za ispis