Prisma Air: Dispersi Lebih Lembut Dari Kaca

1 · Memprediksi

Air memiliki indeks bias lebih rendah (n ≈ 1,33) dibandingkan kaca. Apakah prisma berisi air membelokkan cahaya kurang dari prisma kaca yang setara?

• Ya — indeks air yang lebih rendah berarti lebih sedikit tekukan pada setiap permukaannya, sehingga simpangan totalnya lebih sedikit dibandingkan prisma kaca dengan sudut puncak yang sama.
• Prisma air lebih membelokkan cahaya daripada kaca.
• Deviasinya sama, apa pun indeks medianya.

2 · Pengaturan

1. Buka preset water-prism dan tekan Reset. Prisma berisi air ini mempunyai sudut puncak A = 60°, indeks n = 1.33 .
2. Aktifkan pembacaan deviasi total.
3. Tetapkan sudut datang untuk setiap percobaan dan catat simpangan totalnya.

3 · Kumpulkan Data

Plot deviasi δ (sumbu y) terhadap sudut datang θ₁ (sumbu x) untuk tiga percobaan Anda. Bandingkan skalanya dengan percobaan prisma cahaya putih (kaca mahkota).

4 · Analisis

1. Untuk satu percobaan, hitung θ₂ = asin(sin θ₁/n), θ₃ = A − θ₂, θ₄ = asin(n·sin θ₃), lalu δ = θ₁ + θ₄ − A, menggunakan n = 1.33 . Bandingkan dengan tabel.
2. Bandingkan nilai deviasi Anda dengan eksperimen prisma cahaya putih (sudut puncak sama, indeks lebih tinggi). Jelaskan mengapa indeks air yang lebih rendah menghasilkan deviasi yang lebih kecil pada setiap sudut datang yang cocok.

5 · Perluas

1. Pelangi pada dasarnya adalah jutaan 'prisma' tetesan air berbentuk bola kecil yang membiaskan dan memantulkan sinar matahari secara internal. Jelaskan mengapa dispersi air yang relatif sederhana (dibandingkan dengan kaca) masih menghasilkan spektrum pelangi yang terlihat, meskipun agak kurang jelas.
2. Sepanjang percobaan ini, flint-prism (n≈ 1.66 ), white-light-prism /crown kaca (n=1.5), dan water-prism (n=1.33) membentuk tren yang jelas: media optik yang lebih padat menyebar dan lebih banyak membelokkan cahaya. Jelaskan mengapa tren ini mengikuti fisika yang sama dengan tren sudut kritis percobaan Anda.

Fisika di Balik Eksperimen Ini

← Kembali ke eksperimen