Vízprizma: gyengébb színképfelbontás, mint üvegnél

1 · Jóslás

A víz törésmutatója alacsonyabb (n ≈ 1.33), mint az üvegé. A vízzel töltött prizma kevésbé téríti el a fényt, mint egy egyenértékű üvegprizma?

• 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.

2 · Előkészítés

1. Nyisd meg a water-prism előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. Ennek a vízzel töltött prizmának csúcsszöge A = 60°, törésmutatója n = 1.33.
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. Hasonlítsd össze a nagyságrendet a white-light-prism (koronaüveg) kísérletével.

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 n = 1.33 használatával. Hasonlítsd a táblázathoz.
2. 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.

5 · Kiterjesztés

1. 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.
2. 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.

A fizika a kísérlet mögött

← Vissza a kísérlethez

138 ingyenes nyomtatható fizikai munkalap