Optica

prisma met wit licht

Een prisma breekt blauw sterker dan rood, dus wit licht spreidt zich uit tot een spectrum (δ = θ₁ + θ₄ − A).

prisma met wit licht — interactieve Optica-simulatie. Een prisma breekt blauw sterker dan rood, dus wit licht spreidt zich uit tot een spectrum (δ = θ₁ + θ₄ − A). Gratis virtueel natuurkundelab in de browser met live SI-metingen en een begeleide rondleiding.

Dispersie

Een prisma breekt blauw meer dan rood, dus wit licht waaiert uit in een spectrum (δ = θ₁ + θ₄ − A).

De wet van Snellius gebruikt de golflengte-afhankelijke index n(λ), dus elke kleur breekt onder een iets andere hoek. De top van een prisma scheidt wit licht in een spectrum met violet het sterkst gebogen. De hoekdispersie δ hangt af van de prismahoek en het Abbe-getal van het materiaal.

• n varieert met λ
• Blauw buigt meer

Onderzoeksnota

Plan de vraag voordat je het lab opent

De samenvatting spiegelt de voorgerenderde pagina: leidende vraag, concurrerende voorspellingen, rollen van variabelen, bepalende wetten, opstelling, analyse- en verdiepingsvragen blijven zichtbaar en in deze volgorde.

Leidende vraag

Licht dat een glazen prisma binnentreedt, buigt (breekt) aan elk vlak en komt afwijkend van zijn oorspronkelijke richting weer naar buiten. Verandert een andere invalshoek op het eerste vlak de totale afwijking altijd in dezelfde richting?

Voorspellingen om te wegen

• De afwijking neemt altijd toe wanneer de invalshoek toeneemt.
• Nee — de afwijking heeft in feite een minimum bij een specifieke invalshoek, geen simpel stijgende of dalende trend.
• De afwijking neemt altijd af wanneer de invalshoek toeneemt.

Rollen van variabelen

Wat je instelt:

• Invallingshoek θ₁ (°)

Wat je meet:

• Totale afwijking δ (°)

Hoe het onderzoek verloopt

1. Open de voorinstelling white-light-prism en druk op Herstel. Dit kroonglasprisma heeft tophoek A = 60°, index n = 1.5.
2. Zet de aflezing van de totale afwijking aan.
3. Stel voor elke meting de invalshoek op het eerste vlak in en noteer de totale afwijking.

Leidende vergelijking

Prisma-afwijking — δ = θ₁ + θ₄ − A

Een straal die door een prisma gaat, breekt aan beide vlakken. De totale afwijking combineert beide buigingen en de tophoek van het prisma zelf: δ = θ₁ + θ₄ − A, waarbij θ₂ en θ₄ uit de wet van Snellius op elk vlak komen.

Wat het uitprintbare werkblad leerlingen laat uitwerken

• Reken voor één meting θ₂ = asin(sin θ₁/n) uit (Snell op het eerste vlak), θ₃ = A − θ₂ (prismageometrie), θ₄ = asin(n·sin θ₃) (Snell op het tweede vlak) en daarna δ = θ₁ + θ₄ − A. Vergelijk met de tabel.
• Leg uit waarom de afwijking geen eenvoudige monotone functie van de invalshoek is — de geometrie van het prisma (buigen aan TWEE vlakken) creëert een echt minimum bij de hoek van symmetrische doorgang, direct onderzocht in het min-deviation-experiment.

Waar dit buiten het lab opduikt

• Wit licht bevat veel golflengten, elk met een iets andere brekingsindex (dispersie) — dus elke kleur wijkt een iets andere hoeveelheid af, waardoor wit licht uitwaaiert in een zichtbaar spectrum. Dit experiment gebruikt één representatieve index; echt wit licht spreidt uit in een regenboog.
• Een regenboog ontstaat doordat zonlicht breekt en intern reflecteert binnen bolvormige regendruppels — een complexere geometrie dan dit prisma met platte vlakken, maar aangedreven door exact hetzelfde principe van golflengte-afhankelijke breking (dispersie).

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

1. Welkom bij Witlichtprisma
2. Selecteer het prisma
3. Druk op Start
4. Wit licht spreidt
5. Open het eigenschappenpaneel
6. Gelukt!

Open de interactieve simulatie om de scène te bouwen, druk op Start en verken met live metingen en een begeleide rondleiding.

Interactief lab openen →

Werkblad downloaden →

De brekingswet van Snellius