पाण्याचा प्रिझम: काचेपेक्षा सौम्य विभाजन

1 · अनुमान

पाण्याचा अपवर्तनांक (n ≈ 1.33) काचेपेक्षा कमी. पाण्याने भरलेला प्रिझम समतुल्य काचेच्या प्रिझमापेक्षा प्रकाश कमी विचलित करतो का?

2 · मांडणी

  1. वॉटर-प्रिझम प्रीसेट उघडा व पुन्हा सेट दाबा. या पाण्याने भरलेल्या प्रिझमाचा शिखर-कोन A = 60°, अपवर्तनांक n = 1.33.
  2. एकूण-विचलन वाचन सुरू करा.
  3. प्रत्येक फेरीसाठी आपतन-कोन निश्चित करा व एकूण विचलन नोंदवा.

3 · डेटा गोळा करा

आपतन कोन θ₁ (°)एकूण विचलन δ (°)
35.00
45.00
55.00

तुमच्या तीन फेर्यांसाठी विचलन δ (y-अक्ष) विरुद्ध आपतन-कोन θ₁ (x-अक्ष) काढा. प्रमाण व्हाइट-लाइट-प्रिझम (क्राउन काच) प्रयोगाशी तुलना करा.

4 · विश्लेषण

  1. एका फेरीसाठी θ₂ = asin(sin θ₁/n), θ₃ = A − θ₂, θ₄ = asin(n·sin θ₃), मग δ = θ₁ + θ₄ − A, n = 1.33 सह. तक्त्याशी तुलना करा.
  2. तुमची विचलन मूल्ये व्हाइट-लाइट-प्रिझम प्रयोगाच्याशी (तोच शिखर-कोन, जास्त अपवर्तनांक) तुलना करा. पाण्याचा कमी अपवर्तनांक प्रत्येक जुळणाऱ्या आपतन-कोनावर लहान विचलन का देतो ते स्पष्ट करा.

5 · विस्तार

  1. इंद्रधनुष्य म्हणजे खरोखर लाखो लहान गोलाकार पाण्याच्या-थेंब 'प्रिझम' सूर्यप्रकाश अपवर्तित व आंतरिक परावर्तित करणारे. पाण्याचे सापेक्षतः सौम्य विभाजन (काचेच्या तुलनेत) तरीही इंद्रधनुष्यात दृश्य — जरा कमी चमकदार — वर्णपट का तयार करते ते स्पष्ट करा.
  2. या प्रयोगाभर, फ्लिंट-प्रिझम (n≈1.66), व्हाइट-लाइट-प्रिझम/क्राउन काच (n=1.5) आणि वॉटर-प्रिझम (n=1.33) स्वच्छ ट्रेंड बनवतात: घन प्रकाशिक माध्यमे प्रकाश जास्त विभाजित व विचलित करतात. हा ट्रेंड टीआर प्रयोगाच्या क्रांतिक-कोन ट्रेंडसारखाच भौतिकशास्त्र का पाळतो ते स्पष्ट करा.

या प्रयोगामागील भौतिकशास्त्र

कमी-अपवर्तनांक माध्यम कमी विचलित करतात

पाण्याचा अपवर्तनांक (1.33) सामान्य काचेपेक्षा (1.5-1.66) कमी, म्हणून पाण्याचा प्रिझम प्रत्येक पृष्ठभागावर प्रकाश कमी जोरात वाकवतो — त्याच शिखर-कोन व आपतनासाठी लहान एकूण विचलन δ = θ₁ + θ₄ − A.

← प्रयोगाकडे परत

प्रकाशिकी

138 मोफत मुद्रणयोग्य भौतिकशास्त्र प्रयोगशाळा कार्यपत्रिका