Flint Glass: Prisma Indeks Tinggi
1 · Memprediksi
Kaca batu api padat memiliki indeks bias lebih tinggi (n ≈ 1,66) dibandingkan kaca mahkota biasa (n ≈ 1,5). Apakah prisma dengan indeks lebih tinggi membelokkan cahaya lebih besar atau lebih kecil daripada prisma dengan indeks lebih rendah, pada sudut datang dan puncak yang sama?
- Lebih sedikit deviasi untuk indeks yang lebih tinggi.
- Lebih banyak — indeks yang lebih tinggi membelokkan cahaya lebih kuat pada setiap sisi, menghasilkan deviasi total yang lebih besar.
- Penyimpangan tidak dipengaruhi oleh indeks.
2 · Pengaturan
- Buka preset flint-prism dan tekan Reset. Prisma kaca flint ini mempunyai sudut puncak A = 60°, indeks n = 1.66 .
- Aktifkan pembacaan deviasi total.
- Tetapkan sudut datang untuk setiap percobaan dan catat simpangan totalnya.
3 · Kumpulkan Data
| Sudut datang θ₁ (°) | Deviasi total δ (°) |
|---|---|
| 42.00 | |
| 52.00 | |
| 62.00 |
Plot deviasi δ (sumbu y) terhadap sudut datang θ₁ (sumbu x) untuk ketiga percobaan Anda. Bandingkan skala keseluruhan dengan nilai kaca crown pada percobaan prisma-cahaya-putih.
4 · Analisis
- Untuk satu percobaan, hitung θ₂ = asin(sin θ₁/n), θ₃ = A − θ₂, θ₄ = asin(n·sin θ₃), lalu δ = θ₁ + θ₄ − A, menggunakan n = 1.66 . Bandingkan dengan tabel.
- Bandingkan nilai deviasi Anda di sini dengan eksperimen white-light-prism (sudut puncak sama, indeks lebih rendah). Jelaskan mengapa indeks kaca batu api yang lebih tinggi menghasilkan deviasi yang lebih besar secara konsisten pada sudut datang yang sama.
5 · Perluas
- Perancang lensa kamera menggabungkan elemen kaca crown dan kaca flint (sebuah 'doublet akromatik') untuk menghilangkan aberasi kromatik — karena kedua jenis kaca tersebut menyebarkan warna secara berbeda. Jelaskan mengapa hanya menggunakan satu jenis kaca, betapapun presisi bentuknya, tidak dapat menghilangkan pinggiran warna dengan sendirinya.
- Kaca batu api menyebarkan rentang warna yang lebih luas daripada kaca mahkota untuk sudut puncak yang sama (lebih banyak dispersi, bukan hanya lebih banyak deviasi). Jelaskan mengapa kacamata indeks lebih tinggi seperti batu api cenderung menyebarkan cahaya lebih kuat ke seluruh spektrum tampak.
Fisika di Balik Eksperimen Ini
Skala Deviasi dengan Indeks
Pada setiap sudut datang dan sudut puncak yang tetap, prisma indeks lebih tinggi menghasilkan deviasi yang lebih besar - kedua refraksi hukum Snell (masuk dan keluar) membengkokkan sinar lebih kuat untuk n yang lebih besar.