Optika
Vízprizma (szivárvány)
A víz (n≈1.33) sokkal kevésbé diszpergál, mint az üveg — a szelíd szétszóródás, amely a szivárványt festi.
Vízprizma (szivárvány) — interaktív Optika szimuláció. A víz (n≈1.33) sokkal kevésbé diszpergál, mint az üveg — a szelíd szétszóródás, amely a szivárványt festi. Ingyenes, böngészőben futó virtuális fizikalabor élő SI-mérésekkel és vezetett tutoriallal.
Víz diszperziója
A víz (n≈1.33) sokkal kevésbé diszpergál, mint az üveg — a szelíd szétszóródás, amely a szivárványt festi.
A víz mérsékelt törésmutatója (≈1.33) és alacsony diszperziója szelíd színképet ad — a természetes szivárvány fizikája, ahol parányi vízcseppek prizmákként működnek. Kevesebb szórás, mint az üvegnél, de elég a színek látható szétválasztásához.
- n ≈ 1.33
- Szelíd szivárvány-szórás
Vizsgálódási összefoglaló
Tervezd meg a kérdést, mielőtt megnyitod a labort
Az összefoglaló a előrenderelt oldalt tükrözi: vezérlő kérdés, versengő jóslatok, változószerepek, vezérlő törvények, beállítás, elemzés és bővítési feladatok láthatóak és ebben a sorrendben maradnak.
Vezérlő kérdés
A víz törésmutatója alacsonyabb (n ≈ 1.33), mint az üvegé. A vízzel töltött prizma kevésbé téríti el a fényt, mint egy egyenértékű üvegprizma?
Mérlegelendő jóslatok
- Igen — a víz alacsonyabb törésmutatója kevesebb törést jelent minden lapon, tehát kevesebb teljes elterítés, mint azonos csúcsszögű üvegprizmánál.
- A vízprizma jobban téríti el a fényt, mint az üveg.
- Az elterítés ugyanaz, bármilyen a közeg törésmutatója.
Változószerepek
Amit te állítasz be:
- Beesési szög θ₁ (°)
Amit mérsz:
- Teljes eltérés δ (°)
Hogyan fut a vizsgálódás
- Nyisd meg a water-prism előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. Ennek a vízzel töltött prizmának csúcsszöge A = 60°, törésmutatója n = 1.33.
- Engedélyezd a teljes elterítés kijelzőt.
- Állítsd be a beesési szöget minden mérésnél, és rögzítsd a teljes elterítést.
Vezéregyenlet
Az alacsonyabb törésmutatójú közegek kevésbé térítenek el — δ = θ₁ + θ₄ − A
A víz törésmutatója (1.33) alacsonyabb a jellemző üvegnél (1.5–1.66), tehát a vízprizma kevésbé töri erősen a fényt laponként — kisebb teljes elterítés δ = θ₁ + θ₄ − A ugyanazon csúcsszögre és beesésre.
Amit a nyomtatható munkalap megoldatnia ad a diákokkal
- Egy mérésnél számítsd ki a θ₂ = asin(sin θ₁/n), θ₃ = A − θ₂, θ₄ = asin(n·sin θ₃), majd δ = θ₁ + θ₄ − A n = 1.33 használatával. Hasonlítsd a táblázathoz.
- Hasonlítsd össze az elterítési értékeidet a white-light-prism kísérletével (azonos csúcsszög, magasabb törésmutató). Magyarázd meg, miért adja a víz alacsonyabb törésmutatója kisebb elterítést minden egyező beesési szögnél.
Hol bukkan fel ez a laboron túl
- A szivárvány lényegében milliónyi parányi, gömb alakú vízcsepp „prizma”, amely törve és belsőleg visszaverve a napfényt. Magyarázd meg, miért produkálja a víz viszonylag mérsékelt diszperziója (üveghez képest) mégis látható, ha kevésbé élénk színképet a szivárványban.
- E kísérleten át a flint-prism (n≈1.66), a white-light-prism/koronaüveg (n=1.5) és a water-prism (n=1.33) tiszta trendet alkot: a sűrűbb optikai közegek jobban bontják és térítik a fényt. Magyarázd meg, miért követi ez a trend ugyanazt a fizikát, mint a tir kíséret határszög-trendje.
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- Üdv a Víz-prizmánál
- Válaszd ki a prizmát
- Nyomd meg az Indítást
- Szelíd szórás vízben
- Nyisd meg a Tulajdonságok panelt
- Sikerült!
Nyisd meg az interaktív szimulációt a jelenet megépítéséhez, nyomd meg az Indítást, és fedezz fel élő mérésekkel és vezetett tutoriallal.