Optik
Prisma air (pelangi)
Air (n≈1.33) mendispersi jauh lebih kurang daripada kaca -- sebaran lembut yang melukis pelangi.
Prisma air (pelangi) — simulasi Optik interaktif. Air (n≈1.33) mendispersi jauh lebih kurang daripada kaca -- sebaran lembut yang melukis pelangi. Makmal fizik maya berasaskan pelayar percuma dengan pengukuran SI langsung dan tutorial berpandu.
Dispersi air
Air (n≈1.33) mendispersi jauh lebih kurang daripada kaca -- sebaran lembut yang melukis pelangi.
Indeks air yang sederhana (≈1.33) dan dispersi rendah menghasilkan spektrum lembut -- fizik di sebalik pelangi semula jadi tempat titisan air kecil bertindak sebagai prisma. Sebaran kurang daripada kaca tetapi cukup untuk memisahkan warna dengan jelas.
- n ≈ 1.33
- Sebaran pelangi lembut
Ringkasan penyiasatan
Rancang soalannya sebelum anda membuka makmal
Ringkasan ini menggambarkan halaman pra-render: soalan pemacu, ramalan bersaing, peranan pemboleh ubah, hukum pengawal, susunan, analisis dan gesaan lanjutan kekal kelihatan dan mengikut turutan ini.
Soalan pemacu
Air mempunyai indeks biasan lebih rendah (n ≈ 1.33) daripada kaca. Adakah prisma berisi air menyesisi cahaya kurang daripada prisma kaca setara?
Ramalan untuk ditimbang
- Ya -- indeks air yang lebih rendah bermakna kurang pembengkokan pada setiap permukaan, jadi kurang jumlah sisihan daripada prisma kaca berapeks sama.
- Prisma air menyesisi cahaya lebih daripada kaca.
- Sisihan sama tanpa mengira indeks medium.
Peranan pemboleh ubah
Apa yang anda tetapkan:
- Sudut tuju θ₁ (°)
Apa yang anda ukur:
- Sisihan jumlah δ (°)
Bagaimana penyiasatan berjalan
- Buka praset prisma-air dan tekan Set semula. Prisma berisi air ini mempunyai sudut apeks A = 60°, indeks n = 1.33.
- Aktifkan bacaan sisihan-jumlah.
- Tetapkan sudut tuju bagi setiap percubaan dan rekod jumlah sisihan.
Persamaan pengawal
Medium Berindeks-Rendah Menyesisi Kurang — δ = θ₁ + θ₄ − A
Indeks biasan air (1.33) lebih rendah daripada kaca biasa (1.5–1.66), jadi prisma air membengkokkan cahaya kurang kuat pada setiap permukaan -- jumlah sisihan δ = θ₁ + θ₄ − A lebih kecil bagi sudut apeks dan tuju yang sama.
Apa yang lembaran kerja boleh cetak minta pelajar selesaikan
- Bagi satu percubaan, kira θ₂ = asin(sin θ₁/n), θ₃ = A − θ₂, θ₄ = asin(n·sin θ₃), kemudian δ = θ₁ + θ₄ − A, menggunakan n = 1.33. Bandingkan dengan jadual.
- Bandingkan nilai sisihan anda dengan eksperimen prisma-cahaya-putih (sudut apeks sama, indeks lebih tinggi). Terangkan mengapa indeks air yang lebih rendah menghasilkan sisihan lebih kecil pada setiap sudut tuju sepadan.
Di mana ini muncul di luar makmal
- Pelangi pada dasarnya jutaan 'prisma' titisan air sfera kecil yang membias dan memantul-dalam sinaran matahari. Terangkan mengapa dispersi air yang agak sederhana (berbanding kaca) masih menghasilkan spektrum tampak, walaupun kurang jelas, dalam pelangi.
- Merentasi eksperimen ini, prisma-flint (n≈1.66), prisma-cahaya-putih/kaca mahkota (n=1.5), dan prisma-air (n=1.33) membentuk trend jelas: medium optik lebih tumpat mendispersi dan menyesisi cahaya lebih banyak. Terangkan mengapa trend ini mengikut fizik yang sama seperti trend sudut-genting eksperimen tir.
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- Selamat datang ke Prisma Air
- Pilih prisma itu
- Tekan Main
- Sebaran lembut dalam air
- Buka panel Sifat
- Anda berjaya!
Buka simulasi interaktif untuk membina adegan, tekan Main, dan teroka dengan ukuran langsung serta tutorial berpandu.