フリントガラス：高屈折率のプリズム

1 · 予測

密度の高いフリントガラスは、通常のクラウンガラス（n ≈ 1.5）より高い屈折率（n ≈ 1.66）をもつ。同じ入射角と頂角なら、高屈折率のプリズムは低屈折率のものより光を大きく偏角させるか小さく偏角させるか？

• 高屈折率では偏角は小さくなる。
• 大きい — 高い屈折率では各面で光が強く曲がり、全偏角が大きくなる。
• 偏角は屈折率の影響を受けない。

2 · 準備

1. flint-prism プリセットを開き、「リセット」を押す。このフリントガラスのプリズムは頂角 A = 60°、屈折率 n = 1.66 である。
2. 全偏角の表示を有効にする。
3. 各試行の入射角を設定し、全偏角を記録する。

3 · データ収集

3回の試行について、偏角 δ（縦軸）を入射角 θ₁（横軸）に対してプロットする。全体の尺度を white-light-prism 実験のクラウンガラスの値と比較する。

4 · 分析

1. 1回の試行について、n = 1.66 を用いて θ₂ = asin(sin θ₁/n)、θ₃ = A − θ₂、θ₄ = asin(n·sin θ₃)、次に δ = θ₁ + θ₄ − A を計算する。表と比較する。
2. ここでの偏角の値を、white-light-prism 実験（同じ頂角、より低い屈折率）の値と比較する。同じ入射角でフリントガラスの高い屈折率が一貫して大きな偏角を生む理由を説明する。

5 · 発展

1. カメラレンズ設計者は、色収差を相殺するためクラウンガラスとフリントガラスの要素（「アクロマート・ダブレット」）を組み合わせる。二種類のガラスは色を異なる仕方で分散するためである。どれほど精密に形を作っても、一種類だけのガラスでは色のにじみを単独でなくせない理由を説明する。
2. 同じ頂角なら、フリントガラスはクラウンガラスより広い色の範囲を広げる（単に偏角が大きいだけでなく、分散が大きい）。フリントのような高屈折率ガラスが可視スペクトル全体で光をより強く分散させる傾向がある理由を説明する。

この実験の物理

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