Prizma liec gaismu: novirzes leņķis

1 · Prognozē

Gaisma, ieiedama stikla prizmā, liecas (laužas) pie katras virsmas, iznākdama novirzīta no sākotnējā virziena. Vai iekrišanas leņķa mainīšana pie pirmās virsmas vienmēr maina kopējo novirzi tajā pašā virzienā?

• Novirze vienmēr aug, iekrišanas leņķim augot.
• Nē — novirzei patiesībā ir minimums pie kāda specifiska iekrišanas leņķa, nevis vienkāršs augošs vai dilstošs raksts.
• Novirze vienmēr krīt, iekrišanas leņķim augot.

2 · Iestati

1. Atver baltās gaismas prizmas eksperimentu un nospied Atiestatīt. Šai kroņa stikla prizmai ir virsotnes leņķis A = 60°, koeficients n = 1.5.
2. Ieslēdz kopējās novirzes rādījumu.
3. Iestati iekrišanas leņķi pie pirmās virsmas katram mēģinājumam un ieraksti kopējo novirzi.

3 · Vāc datus

Zīmē novirzi δ (y ass) pret iekrišanas leņķi θ₁ (x ass) saviem trim mēģinājumiem. Vai δ iegrimst minimumā kaut kur vidū?

4 · Analizē

1. Vienam mēģinājumam izrēķini θ₂ = asin(sin θ₁/n) (Snels pie pirmās virsmas), θ₃ = A − θ₂ (prizmas ģeometrija), θ₄ = asin(n·sin θ₃) (Snels pie otrās virsmas), tad δ = θ₁ + θ₄ − A. Salīdzini ar tabulu.
2. Izskaidro, kāpēc novirze nav vienkārša monotona funkcija no iekrišanas leņķa — prizmas ģeometrija (liekšana PIE DIVĀM virsmām) rada īstu minimumu pie simetriskas cauriešanas leņķa, ko tieši izpēta minimālās novirzes eksperiments.

5 · Paplašina

1. Balta gaisma satur daudzus viļņa garumus, katram ar nedaudz atšķirīgu laušanas koeficientu (dispersija) — tāpēc katra krāsa novirzās par nedaudz atšķirīgu daudzumu, izplešot balto gaismu redzamā spektrā. Šis eksperiments izmanto vienu pārstāvja koeficientu; īsta balta gaisma izpletas varavīksnē.
2. Varavīksne veidojas no saules gaismas, kas laujas un iekšēji atstarojas sfēriskos lietus pilienos — sarežģītāka ģeometrija nekā šai plakanvirsmu prizmai, bet darbināta ar tieši to pašu no viļņa garuma atkarīgās laušanas (dispersijas) principu.

Fizika aiz šī eksperimenta

← Atpakaļ pie eksperimenta

138 bezmaksas drukājamas fizikas darba lapas