Minimális elterítés: szimmetrikus áthaladás prizmán

1 · Jóslás

A prizmán áthaladó sugár egyetlen különleges beesési szögnél éri el a lehető legkisebb elterítési szöget — a szimmetrikus áthaladást, ahol a prizmán belüli sugár az alapjával párhuzamosan halad. A nagyobb csúcsszögű prizmának nagyobb minimális elterítése van?

• Igen — a nagyobb csúcsszög összességében jobban eltéríti a sugarat, nagyobb minimális elterítést adva.
• A nagyobb csúcsszög kisebb minimális elterítést ad.
• A minimális elterítés nem függ a csúcsszögtől.

2 · Előkészítés

1. Nyisd meg a min-deviation előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. Ez a 60°/n=1.5 prizma a szimmetrikus áthaladás beesési szögére van állítva, amely minimalizálja az elterítést.
2. Engedélyezd az elterítés-kijelzőt.
3. Állítsd be a csúcsszöget minden mérésnél (n = 1.5 törésmutató rögzítve), majd forgasd a prizmát — húzd a döntés-csúszkát —, amíg az elterítés-leolvasás abba nem hagyja az esést és el nem kezd nőni. Rögzítsd azt a legkisebb értéket: az az adott csúcsszög minimális elterítése.

3 · Adatgyűjtés

Ábrázold a δ_min-t (y-tengely) az A csúcsszöggel (x-tengely) szemben a három mérésedhez. Egyenes-e a vonal?

4 · Elemzés

1. Egy mérésnél számítsd ki a δ_min = 2·asin(n·sin(A/2)) − A n = 1.5 használatával. Hasonlítsd a táblázathoz.
2. Magyarázd meg, miért adja a szimmetrikus áthaladás (a sugár az üvegben az alapval párhuzamosan halad) a lehető legkisebb elterítést adott csúcsszögre és törésmutatóra — bármely más beesési szög NAGYOBB elterítést ad, nem kisebbet.

5 · Kiterjesztés

1. A minimális elterítés képlet megfordítható egy üveg törésmutatójának MÉRÉSÉRE egy csúcsszögből és egy mért minimális elterítésből: n = sin((A+δ_min)/2)/sin(A/2). Ez a klasszikus prizma-spektrométeres technika. Miért lehet megbízhatóbb a minimum kísérleti megkeresése (a prizma lassú forgatásával, figyelve, hol szűnik meg az elterítés csökkennie), mint tetszőleges beesési szögnél mérni?
2. A nagyobb csúcsszögű prizma szélesebb színképbe teríti a fehér fényt. Magyarázd meg a δ_min–A kapcsolatoddal, miért választhatnának nagyobb csúcsszöget a spektrométer-tervezők, ha finomabb hullámhossz-felbontást akarnak.

A fizika a kísérlet mögött

← Vissza a kísérlethez

138 ingyenes nyomtatható fizikai munkalap