A prizma eltéríti a fényt: az elterítés szöge

1 · Jóslás

Az üvegprizmába belépő fény minden lapon megtörik (törést szenved), és az eredeti irányától eltérítve lép ki. Az első lapon mért beesési szög változtatása mindig ugyanabba az irányba változtatja a teljes elterítést?

2 · Előkészítés

  1. Nyisd meg a white-light-prism előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. Ennek a koronaüveg prizmának csúcsszöge A = 60°, törésmutatója n = 1.5.
  2. Engedélyezd a teljes elterítés kijelzőt.
  3. Állítsd be a beesési szöget az első lapon minden mérésnél, és rögzítsd a teljes elterítést.

3 · Adatgyűjtés

Beesési szög θ₁ (°)Teljes eltérés δ (°)
38.00
48.00
58.00

Ábrázold a δ elterítést (y-tengely) a θ₁ beesési szöggel (x-tengely) szemben a három mérésedhez. Lesüllyed-e a δ minimumig valahol középen?

4 · Elemzés

  1. Egy mérésnél számítsd ki a θ₂ = asin(sin θ₁/n) (Snell az első lapon), θ₃ = A − θ₂ (prizma-geometria), θ₄ = asin(n·sin θ₃) (Snell a második lapon), majd δ = θ₁ + θ₄ − A. Hasonlítsd a táblázathoz.
  2. Magyarázd meg, miért nem egyszerű monoton függvénye az elterítés a beesési szögnek — a prizma geometriája (törés KÉT lapon) valódi minimumot hoz létre a szimmetrikus áthaladás szögénél, amelyet a min-deviation kísérlet tárgyal közvetlenül.

5 · Kiterjesztés

  1. A fehér fény sok hullámhosszt tartalmaz, mindegyik kissé más törésmutatóval (színképfelbontás) — tehát minden szín kissé más mértékben térül el, a fehér fényt látható színképbe legyezőzve. Ez a kísérlet egyetlen reprezentatív törésmutatót használ; a valódi fehér fény szivárvánnyá terül szét.
  2. A szivárvány a nappfény gömb alakú esőcseppekben való töréséből és belső visszaverődéséből keletkezik — összetettebb geometria, mint ez a lapos lapú prizma, de pontosan ugyanazon hullámhosszfüggő törési (diszperziós) elv vezérli.

A fizika a kísérlet mögött

Prizmaeltérés

A prizmán áthaladó sugár mindkét lapon törik. A teljes elterítés egyesíti mindkét törést és a prizma saját csúcsszögét: δ = θ₁ + θ₄ − A, ahol θ₂ és θ₄ a Snella-törvényből adódik laponként.

← Vissza a kísérlethez

Optika

138 ingyenes nyomtatható fizikai munkalap