Optikk

Vannprisme (regnbue)

Vann (n≈1,33) disperserer mye mindre enn glass — den milde spredningen som maler en regnbue.

Vannprisme (regnbue) — interaktiv Optikk-simulering. Vann (n≈1,33) disperserer mye mindre enn glass — den milde spredningen som maler en regnbue. Gratis virtuell fysikk-lab i nettleseren med SI-målinger i sanntid og en veiledet gjennomgang.

Vannedispersjon

Vann (n≈1,33) disperserer mye mindre enn glass — den milde spredningen som maler en regnbue.

Vannets beskjedne indeks (≈1,33) og lave dispersjon gir et mildt spektrum — fysikken bak naturlige regnbuer der bittesmå vanndråper fungerer som prisme. Mindre spredning enn glass, men nok til å skille fargene synlig.

• n ≈ 1.33
• Mild regnbuespredning

Undersøkelsesgrunnlag

Planlegg spørsmålet før du åpner labben

Oppgavegrunnlaget speiler den forhåndsgenererte siden: problemstilling, konkurrerende prediksjoner, variabelroller, styrende lover, oppsett, analyse og videreutviklingsoppgaver forblir synlige og i denne rekkefølgen.

Problemstilling

Vann har en lavere brytningsindeks (n ≈ 1,33) enn glass. Avbøyer et vannfylt prisme lyset mindre enn et tilsvarende glassprisme?

Prediksjoner å veie

• Ja — vannets lavere indeks betyr mindre bøyning ved hver flate, så mindre total avbøyning enn et glassprisme med samme toppvinkel.
• Et vannprisme avbøyer lyset mer enn glass.
• Avbøyningen er den samme uavhengig av mediets indeks.

Variabelroller

Hva du setter:

• Innfallsvinkel θ₁ (°)

Hva du måler:

• Total avbøyning δ (°)

Hvordan undersøkelsen foregår

1. Åpne vannprisme-forhåndsinnstillingen og trykk Nullstill. Dette vannfylte prismet har toppvinkel A = 60°, indeks n = 1,33.
2. Aktiver totalavbøyning-avlesningen.
3. Sett innfallsvinkelen for hvert forsøk og registrer den totale avbøyningen.

Styrende likning

Media med lavere indeks avbøyer mindre — δ = θ₁ + θ₄ − A

Vannets brytningsindeks (1,33) er lavere enn typisk glass (1,5–1,66), så et vannprisme bøyer lyset svakere ved hver flate — mindre total avbøyning δ = θ₁ + θ₄ − A for samme toppvinkel og innfall.

Hva det utskrivbare arbeidsarket ber elevene finne ut

• For ett forsøk, beregn θ₂ = asin(sin θ₁/n), θ₃ = A − θ₂, θ₄ = asin(n·sin θ₃), deretter δ = θ₁ + θ₄ − A, med n = 1,33. Sammenlign med tabellen.
• Sammenlign avbøyningsverdiene dine med hvitlys-prisme-eksperimentets (samme toppvinkel, høyere indeks). Forklar hvorfor vannets lavere indeks produserer mindre avbøyning ved hver matchende innfallsvinkel.

Hvor dette dukker opp utenfor labben

• En regnbue er i praksis millioner av bittesmå kuleformede vanndråpe-«prisme» som bryter og reflekterer sollys innvendig. Forklar hvorfor vannets relativt beskjedne dispersjon (sammenlignet med glass) fortsatt produserer et synlig, om enn noe mindre levende, spektrum i en regnbue.
• På tvers av dette eksperimentet danner flintprisme (n≈1,66), hvitlys-prisme/kroneglass (n=1,5) og vannprisme (n=1,33) en tydelig trend: tettere optiske medier dispergerer og avbøyer lyset mer. Forklar hvorfor denne trenden følger den samme fysikken som totalrefleksjon-eksperimentets grensevinkel-trend.

• AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
• General High School Physics — Light & optics
• NGSS High School Physics — Wave properties

1. Velkommen til Vannprisme
2. Velg prismet
3. Trykk Spill av
4. Mild spredning i vann
5. Åpne Egenskaper-panelet
6. Du klarte det!

Åpne den interaktive simuleringen for å bygge scenen, trykk Spill av, og utforsk med målinger i sanntid og en veiledet gjennomgang.

Åpne interaktiv lab →

Last ned arbeidsark →

Snells brytningslov