Een waterprisma: zachtere dispersie dan glas

1 · Voorspel

Water heeft een lagere brekingsindex (n ≈ 1.33) dan glas. Wijkt een met water gevuld prisma licht minder af dan een gelijkwaardig glazen prisma?

• Ja — de lagere index van water betekent minder breking aan elk vlak, dus minder totale afwijking dan een glazen prisma met dezelfde tophoek.
• Een waterprisma wijkt licht meer af dan glas.
• De afwijking is hetzelfde, ongeacht de index van het medium.

2 · Opstelling

1. Open de voorinstelling water-prism en druk op Herstel. Dit met water gevulde prisma heeft tophoek A = 60°, index n = 1.33.
2. Zet de aflezing van de totale afwijking aan.
3. Stel voor elke meting de invalshoek in en noteer de totale afwijking.

3 · Verzamel gegevens

Zet voor je drie metingen de afwijking δ (y-as) uit tegen de invalshoek θ₁ (x-as). Vergelijk de schaal met die van het white-light-prism-experiment (kroonglas).

4 · Analyseer

1. Reken voor één meting θ₂ = asin(sin θ₁/n), θ₃ = A − θ₂, θ₄ = asin(n·sin θ₃) en daarna δ = θ₁ + θ₄ − A uit, met n = 1.33. Vergelijk met de tabel.
2. Vergelijk je afwijkingswaarden met die van het white-light-prism-experiment (dezelfde tophoek, hogere index). Leg uit waarom de lagere index van water bij elke overeenkomende invalshoek een kleinere afwijking oplevert.

5 · Verdiep

1. Een regenboog is in wezen miljoenen piepkleine bolvormige waterdruppel-'prisma's' die zonlicht breken en intern reflecteren. Leg uit waarom de relatief bescheiden dispersie van water (vergeleken met glas) in een regenboog nog steeds een zichtbaar, zij het wat minder levendig spectrum produceert.
2. Over dit experiment heen vormen flint-prism (n≈1.66), white-light-prism/kroonglas (n=1.5) en water-prism (n=1.33) een duidelijke trend: dichtere optische media dispergeren en wijken licht meer af. Leg uit waarom deze trend dezelfde natuurkunde volgt als de grenshoektrend van het tir-experiment.

De natuurkunde achter dit experiment

← Terug naar experiment

138 gratis printbare labwerkbladen voor natuurkunde