Satu Prisma Nipis: Anggaran Sudut-Kecil

1 · Ramal

Satu prisma dengan sudut apeks kecil (satu 'prisma nipis') hanya menyesisi cahaya dengan lembut. Adakah sisihan kekal lebih kurang malar merentasi julat sudut tuju, tidak seperti lengkung sisihan-minimum prisma apeks-lebar yang lebih dramatik?

• Sisihan masih berubah dramatik dengan sudut tuju, sepertimana prisma apeks-lebar.
• Ya -- bagi prisma nipis, sisihan lebih kurang δ ≈ (n−1)A, kekal hampir malar merentasi julat sudut tuju biasa berhampiran normal.
• Prisma nipis menghasilkan sisihan pada dasarnya sifar.

2 · Susun

1. Buka praset prisma-apeks-kecil dan tekan Set semula. Prisma nipis ini mempunyai sudut apeks A = 30°, indeks n = 1.5.
2. Aktifkan bacaan sisihan-jumlah.
3. Tetapkan sudut tuju bagi setiap percubaan dan rekod jumlah sisihan.

3 · Kumpul Data

Plot sisihan δ (paksi-y) melawan sudut tuju θ₁ (paksi-x) bagi tiga percubaan anda. Adakah lengkungnya jauh lebih mendatar daripada eksperimen prisma-cahaya-putih?

4 · Analisis

1. Bagi satu percubaan, kira θ₂ = asin(sin θ₁/n), θ₃ = A − θ₂, θ₄ = asin(n·sin θ₃), kemudian δ = θ₁ + θ₄ − A, menggunakan A = 30°, n = 1.5. Bandingkan dengan jadual. Juga kira anggaran prisma-nipis δ ≈ (n−1)A = 15° dan lihat betapa dekat nilai tepat anda mendarat.
2. Terangkan mengapa sudut apeks lebih kecil menjadikan jumlah sisihan kurang sensitif kepada sudut tuju tepat -- anggaran prisma-nipis δ ≈ (n−1)A menggugurkan kebergantungan sudut sepenuhnya, sah apabila A kecil.

5 · Lanjutkan

1. Prisma nipis ('baji optik') digunakan dalam sesetengah cermin mata pembetul dan alat ukur jarak tepat kerana sisihan hampir-malar mereka menjadikannya boleh diramal dan mudah direka. Terangkan mengapa sisihan prisma apeks-lebar yang tajam bergantung-sudut akan menjadi pilihan buruk bagi satu baji pembetul ringkas.
2. Bandingkan julat sisihan anda di sini dengan ayunan jauh lebih lebar eksperimen prisma-cahaya-putih. Terangkan mengapa sudut apeks lebih besar menggandakan kebergantungan-sudut sisihan, sementara sudut apeks kecil hampir menghapusinya.

Fizik di Sebalik Eksperimen Ini

← Kembali ke eksperimen

138 Lembaran Kerja Makmal Fizik Boleh Cetak Percuma