Vékony prizma: a kis szögű közelítés

1 · Jóslás

A kis csúcsszögű prizma („vékony prizma”) csak gyengén téríti el a fényt. Az elterítés hozzávetőleg állandó marad-e a beesési szögek tartományán, a széles csúcsszögű prizma drámaibb minimális-elterítés görbéjével ellentétben?

• Az elterítés még mindig drasztikusan változik a beesési szöggel, akárcsak széles csúcsszögű prizmánál.
• Igen — vékony prizmánál az elterítés megközelítőleg δ ≈ (n−1)A, majdnem állandó marad a normálishoz közeli beesési szögek jellemző tartományán.
• A vékony prizma lényegében nulla elterítést produkál.

2 · Előkészítés

1. Nyisd meg a small-apex-prism előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. Ennek a vékony prizmának csúcsszöge A = 30°, törésmutatója n = 1.5.
2. Engedélyezd a teljes elterítés kijelzőt.
3. Állítsd be a beesési szöget minden mérésnél, és rögzítsd a teljes elterítést.

3 · Adatgyűjtés

Ábrázold a δ elterítést (y-tengely) a θ₁ beesési szöggel (x-tengely) szemben a három mérésedhez. Sokkal laposabb-e a görbe, mint a white-light-prism kísérleté?

4 · Elemzés

1. Egy mérésnél számítsd ki a θ₂ = asin(sin θ₁/n), θ₃ = A − θ₂, θ₄ = asin(n·sin θ₃), majd δ = θ₁ + θ₄ − A A = 30°, n = 1.5 használatával. Hasonlítsd a táblázathoz. Számítsd ki a vékonyprizma-közelítést is, δ ≈ (n−1)A = 15°, és nézd, milyen közel esnek a pontos értékeid.
2. Magyarázd meg, miért teszi a kisebb csúcsszög a teljes elterítést kevésbé érzékennyé a pontos beesési szögre — a δ ≈ (n−1)A vékonyprizma-közelítés teljesen elhagyja a szögfüggést, és kis A-nál érvényes.

5 · Kiterjesztés

1. A vékony prizmákat („optikai ékeket”) egyes korrekciós szemüvegekben és távmérőkben használják pontosan azért, mert közel állandó elterítésük kiszámíthatóvá és tervezhetővé teszi őket. Magyarázd meg, miért lenne rossz választás egy egyszerű korrekciós ékhez a széles csúcsszögű prizma élesen szögfüggő elterítése.
2. Hasonlítsd össze az itteni elterítési tartományod a white-light-prism kísérlet sokkal szélesebb lengéseivel. Magyarázd meg, miért erősíti a nagyobb csúcsszög az elterítés szögfüggését, míg a kis csúcsszög szinte megszünteti.

A fizika a kísérlet mögött

← Vissza a kísérlethez

138 ingyenes nyomtatható fizikai munkalap