Ūdens prizma: maigāka dispersija nekā stiklam

1 · Prognozē

Ūdenim ir zemāks laušanas koeficients (n ≈ 1.33) nekā stiklam. Vai ūdeni pildīta prizma novirza gaismu mazāk nekā ekvivalenta stikla prizma?

• Jā — ūdens zemākais koeficients nozīmē mazāk liekšanas pie katras virsmas, tāpēc mazāk kopējās novirzes nekā tāda paša virsotnes leņķa stikla prizmai.
• Ūdens prizma novirza gaismu vairāk nekā stikls.
• Novirze ir tā pati neatkarīgi no vides koeficienta.

2 · Iestati

1. Atver ūdens prizmas eksperimentu un nospied Atiestatīt. Šai ūdeni pildītajai prizmai ir virsotnes leņķis A = 60°, koeficients n = 1.33.
2. Ieslēdz kopējās novirzes rādījumu.
3. Iestati iekrišanas leņķi katram mēģinājumam un ieraksti kopējo novirzi.

3 · Vāc datus

Zīmē novirzi δ (y ass) pret iekrišanas leņķi θ₁ (x ass) saviem trim mēģinājumiem. Salīdzini mērogu ar baltās gaismas prizmas (kroņa stikla) eksperimenta.

4 · Analizē

1. Vienam mēģinājumam izrēķini θ₂ = asin(sin θ₁/n), θ₃ = A − θ₂, θ₄ = asin(n·sin θ₃), tad δ = θ₁ + θ₄ − A, ar n = 1.33. Salīdzini ar tabulu.
2. Salīdzini savas novirzes vērtības ar baltās gaismas prizmas eksperimenta (tas pats virsotnes leņķis, augstāks koeficients). Izskaidro, kāpēc ūdens zemākais koeficients rada mazāku novirzi pie katra atbilstošā iekrišanas leņķa.

5 · Paplašina

1. Varavīksne būtībā ir miljoniem sīku sfērisku ūdens pilienu „prizmu”, laujot un iekšēji atstarojot saules gaismu. Izskaidro, kāpēc ūdens relatīvi pieticīgā dispersija (salīdzinājumā ar stiklu) tomēr rada redzamu, kaut mazāk spilgtu spektru varavīksnē.
2. Pāri šim eksperimentam flinta prizma (n≈1.66), baltās gaismas prizma/kroņa stikls (n=1.5) un ūdens prizma (n=1.33) veido skaidru tendenci: blīvākas optiskās vides izkliedē un novirza gaismu vairāk. Izskaidro, kāpēc šī tendence seko tai pašai fizikai kā pilnīgās iekšējās atstarošanas eksperimenta robežleņķa tendence.

Fizika aiz šī eksperimenta

← Atpakaļ pie eksperimenta

138 bezmaksas drukājamas fizikas darba lapas