Ottica

Prisma d'acqua (arcobaleno)

L'acqua (n≈1.33) disperde molto meno del vetro: la spinta delicata che dipinge l'arcobaleno.

Prisma d'acqua (arcobaleno) — simulazione interattiva (Ottica). L'acqua (n≈1.33) disperde molto meno del vetro: la spinta delicata che dipinge l'arcobaleno. Laboratorio virtuale di fisica gratuito nel browser con misure SI dal vivo e tutorial guidato.

Dispersione dell'acqua

L'acqua (n≈1.33) disperde molto meno del vetro: la spinta gentile che dipinge l'arcobaleno.

L'indice modesto (≈1.33) e la bassa dispersione dell'acqua producono uno spettro gentile — la fisica degli arcobaleni naturali dove le goccioline fanno da prisma. Meno dispersione del vetro, ma abbastanza da separare i colori visibilmente.

• n ≈ 1.33
• Delicato ventaglio arcobaleno

Sintesi dell'indagine

Pianifica la domanda prima di aprire il laboratorio

La sintesi riprende la pagina pre-renderizzata: domanda guida, previsioni concorrenti, ruoli delle variabili, leggi dominanti, procedura, analisi ed estensioni restano visibili e in quest'ordine.

Domanda guida

L'acqua ha indice minore (n ≈ 1.33) del vetro. Un prisma d'acqua devia meno di uno di vetro equivalente?

Previsioni da valutare

• Sì: meno piegamento a ogni faccia, meno deviazione totale a parità di vertice.
• Devia più del vetro.
• Uguale qualunque sia l'indice.

Ruoli delle variabili

Cosa imposti tu:

• Angolo d'incidenza θ₁ (°)

Cosa misuri:

• Deviazione totale δ (°)

Come si svolge l'indagine

1. Apri il preset water-prism e premi Reset. Questo prisma riempito d'acqua ha angolo al vertice A = 60°, indice n = 1.33.
2. Attiva la lettura della deviazione totale.
3. Imposta l'incidenza per ogni prova e registra la deviazione.

Equazione che governa

I mezzi a indice minore deviano meno — δ = θ₁ + θ₄ − A

L'indice di rifrazione dell'acqua (1.33) è inferiore a quello tipico del vetro (1.5–1.66), quindi un prisma d'acqua piega la luce meno fortemente su ciascuna faccia — deviazione totale δ = θ₁ + θ₄ − A minore a parità di angolo al vertice e di incidenza.

Cosa il foglio stampabile chiede di ricavare agli studenti

• Per una prova, calcola θ₂ = asin(sin θ₁/n); θ₃ = A − θ₂; θ₄ = asin(n·sin θ₃), poi δ = θ₁ + θ₄ − A, usando n = 1.33. Confronta con la tabella.
• Confronta con white-light-prism (stesso vertice, indice più alto). Spiega perché l'indice minore dà deviazione minore a ogni angolo.

Dove si ritrova fuori dal laboratorio

• Un arcobaleno è milioni di goccioline-prisma che rifragono e riflettono il sole. Spiega perché la dispersione modesta dell'acqua dà comunque uno spettro visibile, se meno vivo.
• In questa serie di esperimenti, flint-prism (n≈1.66), white-light-prism/vetro crown (n=1.5) e water-prism (n=1.33) formano una tendenza chiara: i mezzi ottici più densi disperdono e deviano maggiormente la luce. Spiega perché questa tendenza segue la stessa fisica della tendenza dell'angolo limite dell'esperimento tir.

• AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
• General High School Physics — Light & optics
• NGSS High School Physics — Wave properties

1. Benvenuto al prisma d'acqua
2. Seleziona il prisma
3. Premi Play
4. Dispersione gentile in acqua
5. Apri il pannello Proprietà
6. Ce l'hai fatta!

Apri la simulazione interattiva per costruire la scena, premere Play ed esplorare con misure dal vivo e un tutorial guidato.

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Scarica foglio di laboratorio →

La legge di Snell