Sisihan Minimum: Lintasan Simetri Melalui Satu Prisma

1 · Ramal

Satu sinar melalui satu prisma mencapai sudut sisihan terkecil yang mungkin pada satu sudut tuju istimewa -- lintasan simetri, tempat sinar di dalam prisma bergerak selari dengan tapaknya. Adakah prisma apeks-lebih-lebar mempunyai sisihan minimum lebih besar?

• Ya -- sudut apeks lebih besar membengkokkan sinar lebih banyak keseluruhan, memberi sisihan minimum lebih besar.
• Sudut apeks lebih besar memberi sisihan minimum lebih kecil.
• Sisihan minimum tidak bergantung pada sudut apeks.

2 · Susun

1. Buka praset sisihan-minimum dan tekan Set semula. Prisma 60°/n=1.5 ini ditetapkan pada sudut tuju lintasan-simetri, yang meminimumkan sisihan.
2. Aktifkan bacaan sisihan.
3. Tetapkan sudut apeks bagi setiap percubaan (indeks n = 1.5 tetap), kemudian putarkan prisma -- seret peluncur condong -- sehingga bacaan sisihan berhenti jatuh dan mula naik semula. Rekod nilai terkecil itu: itulah sisihan minimum bagi apeks itu.

3 · Kumpul Data

Plot δ_min (paksi-y) melawan sudut apeks A (paksi-x) bagi tiga percubaan anda. Adakah garisnya lurus?

4 · Analisis

1. Bagi satu percubaan, kira δ_min = 2·asin(n·sin(A/2)) − A menggunakan n = 1.5. Bandingkan dengan jadual.
2. Terangkan mengapa lintasan simetri (sinar bergerak selari dengan tapak prisma di dalam kaca) memberikan sisihan terkecil yang mungkin bagi sudut apeks dan indeks yang diberi -- sebarang sudut tuju lain menghasilkan sisihan LEBIH banyak, bukan kurang.

5 · Lanjutkan

1. Formula sisihan-minimum boleh dibalikkan untuk MENGUKUR indeks biasan sesuatu kaca daripada satu sudut apeks dan sisihan minimum terukur: n = sin((A+δ_min)/2)/sin(A/2). Inilah teknik spektrometer-prisma klasik. Mengapa pencarian minimum secara eksperimen (dengan memutar prisma perlahan-lahan dan memerhatikan tempat sisihan berhenti menurun) mungkin lebih boleh dipercayai daripada pengukuran pada sudut tuju arbitrer?
2. Prisma sudut apeks lebih besar menyebarkan cahaya putih menjadi spektrum lebih lebar. Terangkan, menggunakan hubungan δ_min-lwn-A anda, mengapa pereka spektrometer mungkin memilih sudut apeks lebih besar apabila mereka memerlukan resolusi panjang gelombang lebih halus.

Fizik di Sebalik Eksperimen Ini

← Kembali ke eksperimen

138 Lembaran Kerja Makmal Fizik Boleh Cetak Percuma