Optika

Flinta stikla prizma (vairāk dispersijas)

Blīvais flinta stikls (n≈1.66) lauz spēcīgāk un izkliedē krāsas platāk nekā kroņa stikls.

Flinta stikla prizma (vairāk dispersijas) — interaktīva Optika simulācija. Blīvais flinta stikls (n≈1.66) lauz spēcīgāk un izkliedē krāsas platāk nekā kroņa stikls. Bezmaksas virtuālā fizikas laboratorija pārlūkā ar dzīviem SI mērījumiem un vadītu pamācību.

Flinta stikla dispersija

Blīvais flinta stikls (n≈1.66) lauz spēcīgāk un izkliedē krāsas platāk nekā kroņa stikls.

Flinta stiklam ir augstāks n un stiprāka dispersija nekā kroņa stiklam, izkliedējot krāsas vairāk kompakta prizmā — kompromiss starp izmēru un spektrālo šķiršanu. Šis eksperiments salīdzina blīvo flintu (n ≈ 1.66), lai parādītu, kāpēc instrumentu projektētāji apzināti izvēlas stikla veidus.

• Augstāks n → platāka izkliede
• Blīvais flinta stikls

Izpētes kopsavilkums

Izplāno jautājumu, pirms atver laboratoriju

Īss apraksts atspoguļo iepriekšrenderēto lapu: virzošais jautājums, konkurējošās prognozes, mainīgo lielumu lomas, noteicošie likumi, iestatījums, analīze un paplašinājuma jautājumi paliek redzami un šajā secībā.

Virzošais jautājums

Blīvajam flinta stiklam ir augstāks laušanas koeficients (n ≈ 1.66) nekā parastam kroņa stiklam (n ≈ 1.5). Vai augstāka koeficienta prizma novirza gaismu vairāk vai mazāk nekā zemāka koeficienta, pie tā paša iekrišanas leņķa un virsotnes?

Prognozes, ko svērt

• Mazāk novirzes augstākam koeficientam.
• Vairāk — augstāks koeficients liec gaismu spēcīgāk pie katras virsmas, radot lielāku kopējo novirzi.
• Novirze nav ietekmēta no koeficienta.

Lielumu lomas

Ko tu iestati:

• Iekrišanas leņķis θ₁ (°)

Ko tu mēri:

• Kopējā novirze δ (°)

Kā izpēte norit

1. Atver flinta prizmas eksperimentu un nospied Atiestatīt. Šai flinta stikla prizmai ir virsotnes leņķis A = 60°, koeficients n = 1.66.
2. Ieslēdz kopējās novirzes rādījumu.
3. Iestati iekrišanas leņķi katram mēģinājumam un ieraksti kopējo novirzi.

Noteicošais vienādojums

Novirze skalējas ar koeficientu — δ = θ₁ + θ₄ − A

Pie jebkura fiksēta iekrišanas leņķa un virsotnes leņķa augstāka koeficienta prizma rada lielāku novirzi — abas Snela likuma laušanas (ieejot un izejot) liec staru stiprāk lielākam n.

Ko drukājamā darba lapa liek skolēniem izrēķināt

• Vienam mēģinājumam izrēķini θ₂ = asin(sin θ₁/n), θ₃ = A − θ₂, θ₄ = asin(n·sin θ₃), tad δ = θ₁ + θ₄ − A, ar n = 1.66. Salīdzini ar tabulu.
• Salīdzini savas novirzes vērtības šeit ar baltās gaismas prizmas eksperimenta (tas pats virsotnes leņķis, zemāks koeficients). Izskaidro, kāpēc flinta stikla augstākais koeficients rada konsekventi lielāku novirzi pie tiem pašiem iekrišanas leņķiem.

Kur tas parādās ārpus laboratorijas

• Kameras lēcu projektētāji apvieno kroņa stikla un flinta stikla elementus („ahromātisku dubleti”), lai anulētu hromatisko aberāciju — tā kā abi stikla veidi izkliedē krāsu atšķirīgi. Izskaidro, kāpēc tikai viena stikla veida izmantošana, cik precīzi formēta to būtu, nevar likvidēt krāsu malojumu pati par sevi.
• Flinta stikls izpleš platāku krāsu diapazonu nekā kroņa stikls tam pašam virsotnes leņķim (vairāk dispersijas, ne tikai vairāk novirzes). Izskaidro, kāpēc augstāka koeficienta stikli kā flints tiecas izkliedēt gaismu stiprāk pāri redzamajam spektram.

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

1. Sveicināts flinta prizmas eksperimentā
2. Atlasīts prizmu
3. Nospied „Atskaņot”
4. Stipra dispersija
5. Atver Īpašību paneli
6. Tev izdevās!

Atver interaktīvo simulāciju, lai uzbūvētu ainu, spiestu „Atskaņot“ un izpētītu to ar dzīviem mērījumiem un vadītu pamācību.

Atvērt interaktīvo laboratoriju →

Lejupielādēt darba lapu →

Snela laušanas likums