광학

얇은 (작은 꼭지각) 프리즘

얇은 프리즘(작은 꼭지각)은 빛을 살짝만 편향시킵니다 — 박막 프리즘 극한 δ ≈ (n−1)·A.

얇은 (작은 꼭지각) 프리즘 — 인터랙티브 광학 시뮬레이션. 얇은 프리즘(작은 꼭지각)은 빛을 살짝만 편향시킵니다 — 박막 프리즘 극한 δ ≈ (n−1)·A. 실시간 SI 측정값과 안내형 튜토리얼을 제공하는 무료 브라우저 기반 가상 물리 실험실입니다.

얇은 프리즘

얇은 프리즘(작은 꼭짓각)은 빛을 약간만 편향합니다 — 얇은 프리즘 근사 δ ≈ (n−1)·A.

꼭지각 A가 매우 작을 때 편향은 δ≈(n−1)A에 근접합니다 — 이는 안경 쐐기 처방과 미세 조정에 사용되는 얇은 프리즘 근사입니다. 큰 편향에는 더 두꺼운 프리즘이나 더 높은 굴절률이 필요합니다.

조사 개요

이 브리프는 사전 렌더링된 페이지를 반영합니다. 탐구 질문, 서로 다른 예측, 변수의 역할, 지배 법칙, 설정, 분석 및 확장 질문을 이 순서로 계속 표시합니다.

꼭지각이 작은 프리즘('얇은 프리즘')은 빛을 완만하게만 편향시킵니다. 넓은 꼭지각 프리즘의 더 극적인 최소 편향 곡선과 달리, 이 편향은 입사각 범위에 걸쳐 대략 일정하게 유지됩니까?

설정하는 것:

측정하는 것:

small-apex-prism 사전 설정을 열고 재설정을 누릅니다. 이 얇은 프리즘은 정점 각도 A = 30°, 지수 n = 1.5를 갖습니다.
총 편향각 표시를 활성화하세요.
각 시행에 대한 입사각을 설정하고 전체 편차를 기록합니다.

얇은 프리즘 근사 — δ = θ₁ + θ₄ − A

꼭지각 A가 작은 프리즘의 경우, 정확한 편향 공식은 δ ≈ (n−1)A로 단순화되며, 이는 입사각에 거의 무관합니다 — 완전한 스넬 법칙 프리즘 계산의 소각 극한입니다.

한 번의 시행에 대해 A = 30°, n = 1.5를 사용하여 θ² = asin(sin θ₁/n), θ₃ = A − θ², θ₄ = asin(n·sin θ₃), 그런 다음 δ = θ₁ + θ₄ − A를 계산합니다. 표와 비교해 보세요. 또한 thin-prism 근사값 δ ≒ (n−1)A = 15°를 계산하고 정확한 값이 얼마나 가까운지 확인하세요.
꼭지점 각도가 작을수록 전체 편차가 정확한 입사각에 덜 민감해지는 이유를 설명하십시오. thin-prism 근사값 δ ≒ (n−1)A는 각도 의존성을 완전히 떨어뜨리며 A가 작을 때 유효합니다.

얇은 프리즘('광학 쐐기')은 일부 교정 안경과 거리 측정기에 사용되는데, 이는 그 거의 일정한 편향이 예측 가능하고 설계하기 쉽게 만들기 때문입니다. 넓은 꼭지각 프리즘의 급격한 각도 의존적 편향이 단순한 교정 쐐기로는 왜 좋지 않은 선택인지 설명하세요.
여기서의 편향 범위를 white-light-prism 실험의 훨씬 더 큰 변동과 비교하세요. 더 큰 꼭지각이 왜 편향의 각도 의존성을 증폭시키고, 작은 꼭지각은 왜 그것을 거의 없애는지 설명하세요.

대화형 시뮬레이션을 열어 장면을 빌드하고 재생을 누른 뒤, 실시간 측정 및 가이드 튜토리얼과 함께 탐구해 보세요.