Optika

Flintinio stiklo prizmė (didesnė dispersija)

Tankusis flintinis stiklas (n≈1.66) laužia stipriau ir išsklaido spalvas plačiau nei krono stiklas.

Flintinio stiklo prizmė (didesnė dispersija) — interaktyvi Optika simuliacija. Tankusis flintinis stiklas (n≈1.66) laužia stipriau ir išsklaido spalvas plačiau nei krono stiklas. Nemokama naršyklės virtuali fizikos laboratorija su gyvais SI matavimais ir vedama instrukcija.

Flintinio stiklo dispersija

Tankusis flintinis stiklas (n≈1.66) laužia stipriau ir išsklaido spalvas plačiau nei krono stiklas.

Flintinis stiklas turi didesnį n ir stipresnę dispersiją nei krono stiklas, kompaktiškoje prizmėje skleisdamas spalvas plačiau — kompromisas tarp dydžio ir spektrinės skyros. Šis eksperimentas lygina tankųjį flintą (n ≈ 1.66), iliustruodamas, kodėl instrumentų dizaineriai sąmoningai renkasi stiklo tipus.

• Aukštesnis n → platesnis išsisklaidymas
• Tankusis flintinis stiklas

Tyrimo santrauka

Suplanuok klausimą dar prieš atidarydamas laboratoriją

Santrauka atspindi iš anksto sugeneruotą puslapį: pagrindinis klausimas, konkuruojantys spėjimai, kintamųjų vaidmenys, valdantys dėsniai, sąranka, analizė ir pratęsimo raginimai išlieka matomi ir būtent šia tvarka.

Pagrindinis klausimas

Tankusis flintinis stiklas turi aukštesnį laužymo rodiklį (n ≈ 1.66) nei įprastas krono stiklas (n ≈ 1.5). Ar aukštesnio rodiklio prizmė nukreipia šviesą daugiau ar mažiau nei žemesnio rodiklio, esant tam pačiam kritimo kampui ir smailumui?

Svarstytini spėjimai

• Mažiau nuokrypio aukštesniam rodikliui.
• Daugiau — aukštesnis rodiklis stipriau lenkia šviesą prie kiekvieno veido, gamindamas didesnį bendrąjį nuokrypį.
• Nuokrypis nepaveiktas rodiklio.

Kintamųjų vaidmenys

Ką tu nustatai:

• Kritimo kampas θ₁ (°)

Ką tu matauji:

• Bendrasis nuokrypis δ (°)

Kaip vyksta tyrimas

1. Atidaryk „Flintinis stiklas“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. Ši flintinio stiklo prizmė turi smailumo kampą A = 60°, rodiklį n = 1.66.
2. Įjunk bendrojo nuokrypio rodmuo.
3. Nustatyk kritimo kampą kiekvienam bandymui ir užsirašyk bendrąjį nuokrypį.

Valdančioji lygtis

Nuokrypis skaluojasi su rodikliu — δ = θ₁ + θ₄ − A

Bet kuriame fiksuotame kritimo kampe ir smailumo kampe aukštesnio rodiklio prizmė gamina didesnį nuokrypį — abu Snellio dėsnio laužimai (įeinant ir išeinant) stipriau lenkia spindulį didesniam n.

Ką spausdinamasis darbo lapas prašo mokinių apskaičiuoti

• Vienam bandymui apskaičiuok θ₂ = asin(sin θ₁/n), θ₃ = A − θ₂, θ₄ = asin(n·sin θ₃), tada δ = θ₁ + θ₄ − A, naudodamas n = 1.66. Palygink su lentele.
• Palygink savo nuokrypio reikšmes čia su „Prizmė lenkia šviesą“ eksperimento (tas pats smailumo kampas, žemesnis rodiklis). Paaiškink, kodėl flintinio stiklo aukštesnis rodiklis gamina pastoviai didesnį nuokrypį tiems patiems kritimo kampams.

Kur tai pasirodo už laboratorijos ribų

• Fotoaparatų lęšių dizaineriai jungia krono stiklo ir flintinio stiklo elementus („achromatinį dubletą“), kad panaikintų chromatinę aberaciją — kadangi du stiklo tipai dispiguoja spalvas skirtingai. Paaiškink, kodėl vieno tipo stiklo naudojimas, kad ir kaip tiksliai suformuotas, negali pats pašalinti spalvų kraštų.
• Flintinis stiklas skleidžia platesnį spalvų rėžą nei krono stiklas tam pačiam smailumo kampui (daugiau dispersijos, ne tik daugiau nuokrypio). Paaiškink, kodėl aukštesnio rodiklio stiklai, kaip flintas, linkę stipriau dispersuoti šviesą matomame spektre.

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

1. Sveiki atvykę prie flintinės prizmės
2. Pasirink prizmę
3. Spausk Leisti
4. Stipri dispersija
5. Atidaryk Savybių skydą
6. Tau pavyko!

Atidaryk interaktyvią simuliaciją, sukurk sceną, spausk Leisti ir tyrinėk su gyvais matavimais bei vedama instrukcija.

Atidaryk interaktyvią laboratoriją →

Atsisiųsti darbo lapą →

Snellio laužymo dėsnis