Prisma d'acqua: dispersione più gentile del vetro
1 · Prevedi
L'acqua ha indice minore (n ≈ 1.33) del vetro. Un prisma d'acqua devia meno di uno di vetro equivalente?
- Sì: meno piegamento a ogni faccia, meno deviazione totale a parità di vertice.
- Devia più del vetro.
- Uguale qualunque sia l'indice.
2 · Configurazione
- Apri il preset water-prism e premi Reset. Questo prisma riempito d'acqua ha angolo al vertice A = 60°, indice n = 1.33.
- Attiva la lettura della deviazione totale.
- Imposta l'incidenza per ogni prova e registra la deviazione.
3 · Raccogli dati
| Angolo d'incidenza θ₁ (°) | Deviazione totale δ (°) |
|---|---|
| 35.00 | |
| 45.00 | |
| 55.00 |
Traccia δ contro θ₁ per le tre prove. Confronta la scala con il crown.
4 · Analizza
- 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.
5 · Estendi
- 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.
La fisica dietro questo esperimento
I mezzi a indice minore deviano meno
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.