Minimālā novirze: simetriska cauriešana cauri prizmai

1 · Prognozē

Stars cauri prizmai sasniedz mazāko iespējamo novirzes leņķi pie viena specifiska iekrišanas leņķa — simetriskas cauriešanas, kur stars prizmas iekšienē ceļo paralēli tās pamatnei. Vai platākas virsotnes prizmai ir lielāka minimālā novirze?

• Jā — lielāks virsotnes leņķis liec staru vairāk kopumā, dodot lielāku minimālo novirzi.
• Lielāks virsotnes leņķis dod mazāku minimālo novirzi.
• Minimālā novirze nav atkarīga no virsotnes leņķa.

2 · Iestati

1. Atver minimālās novirzes eksperimentu un nospied Atiestatīt. Šī 60°/n=1.5 prizma ir iestatīta uz savu simetriskās cauriešanas iekrišanas leņķi, kas minimizē novirzi.
2. Ieslēdz novirzes rādījumu.
3. Iestati virsotnes leņķi katram mēģinājumam (koeficients n = 1.5 fiksēts), tad grozi prizmu — velc slīpo slīdni — līdz novirzes rādījums beidz kristies un sāk atkal celties. Ieraksti šo mazāko vērtību: tā ir minimālā novirze šai virsotnei.

3 · Vāc datus

Zīmē δ_min (y ass) pret virsotnes leņķi A (x ass) saviem trim mēģinājumiem. Vai līnija ir taisna?

4 · Analizē

1. Vienam mēģinājumam izrēķini δ_min = 2·asin(n·sin(A/2)) − A ar n = 1.5. Salīdzini ar tabulu.
2. Izskaidro, kāpēc simetriska cauriešana (stars ceļodams paralēli prizmas pamatnei stiklā) dod mazāko iespējamo novirzi dotajam virsotnes leņķim un koeficientam — jebkurš cits iekrišanas leņķis rada VAIRĀK novirzes, nevis mazāk.

5 · Paplašina

1. Minimālās novirzes formulu var apgriezt, lai IZMĒRĪTU stikla laušanas koeficientu no virsotnes leņķa un izmērītās minimālās novirzes: n = sin((A+δ_min)/2)/sin(A/2). Šī ir klasiskā prizmas spektrometra tehnika. Kāpēc minimuma eksperimentāla atrašana (lēni griežot prizmu un vērojot, kur novirze beidz samazināties) var būt u ticamāka nekā mērīšana pie patvaļīga iekrišanas leņķa?
2. Lielāka virsotnes leņķa prizma izpleš balto gaismu platākā spektrā. Izskaidro, izmantojot savu δ_min pret A sakarību, kāpēc spektrometru projektētāji var izvēlēties lielāku virsotnes leņķi, kad viņiem vajag smalkāku viļņa garuma izšķirtspēju.

Fizika aiz šī eksperimenta

← Atpakaļ pie eksperimenta

138 bezmaksas drukājamas fizikas darba lapas