Ottica

Prisma a luce bianca

Un prisma rifrange il blu più del rosso, quindi la luce bianca si apre a ventaglio in uno spettro (δ = θ₁ + θ₄ − A).

Prisma a luce bianca — simulazione interattiva (Ottica). Un prisma rifrange il blu più del rosso, quindi la luce bianca si apre a ventaglio in uno spettro (δ = θ₁ + θ₄ − A). Laboratorio virtuale di fisica gratuito nel browser con misure SI dal vivo e tutorial guidato.

Dispersione

Un prisma rifrange il blu più del rosso, quindi la luce bianca si apre a ventaglio in uno spettro (δ = θ₁ + θ₄ − A).

La legge di Snell usa un indice n(λ) dipendente dalla λ, quindi ogni colore rifrange di un angolo leggermente diverso. Il vertice del prisma separa la luce bianca in uno spettro col violetto più deviato. La dispersione angolare δ dipende dall'angolo del prisma e dal numero di Abbe.

• n varia con λ
• Il blu devia di più

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

La luce entra in un prisma e ne esce deviata. Cambiare l'angolo d'incidenza sulla prima faccia cambia sempre la deviazione totale nello stesso verso?

Previsioni da valutare

• Cresce sempre con l'incidenza.
• No: la deviazione ha un minimo a un certo angolo, non un semplice aumento o calo.
• Cala sempre con l'incidenza.

Ruoli delle variabili

Cosa imposti tu:

• Angolo d'incidenza θ₁ (°)

Cosa misuri:

• Deviazione totale δ (°)

Come si svolge l'indagine

1. Apri il preset white-light-prism e premi Reset. Questo prisma in vetro crown ha angolo al vertice A = 60°, indice n = 1.5.
2. Attiva la lettura della deviazione totale.
3. Imposta l'incidenza sulla prima faccia per ogni prova e registra la deviazione.

Equazione che governa

Deviazione del prisma — δ = θ₁ + θ₄ − A

Un raggio che attraversa un prisma si rifrange su entrambe le facce. La deviazione totale combina entrambe le deviazioni e l'angolo al vertice proprio del prisma: δ = θ₁ + θ₄ − A, dove θ₂ e θ₄ vengono dalla legge di Snell su ciascuna faccia.

Cosa il foglio stampabile chiede di ricavare agli studenti

• Per una prova, calcola θ₂ = asin(sin θ₁/n) (Snell alla prima faccia); θ₃ = A − θ₂ (geometria del prisma); θ₄ = asin(n·sin θ₃) (Snell alla seconda faccia), poi δ = θ₁ + θ₄ − A. Confronta con la tabella.
• Spiega perché la deviazione non è monotona: piegare su DUE facce crea un minimo vero al passaggio simmetrico, esplorato in min-deviation.

Dove si ritrova fuori dal laboratorio

• La bianca contiene molte λ, ciascuna con indice leggermente diverso: ogni colore devia un po' diversamente, a ventaglio. Qui si usa un indice rappresentativo; la bianca reale si spande in arcobaleno.
• L'arcobaleno nasce da riflessione e rifrazione interne nelle gocce sferiche — geometria più complessa, stesso principio di rifrazione dipendente da λ.

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

1. Benvenuto al prisma
2. Seleziona il prisma
3. Premi Play
4. La luce bianca si spande
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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La legge di Snell