Optyka

Pryzmat z flintu (większa dyspersja)

Gęsty flint (n≈1,66) załamuje mocniej i rozciąga kolory szerzej niż szkło koronne.

Pryzmat z flintu (większa dyspersja) — interaktywna symulacja: Optyka. Gęsty flint (n≈1,66) załamuje mocniej i rozciąga kolory szerzej niż szkło koronne. Bezpłatne wirtualne laboratorium fizyki w przeglądarce z pomiarami na żywo w SI i samouczkiem prowadzonym.

Dyspersja szkła flint

Gęsty flint (n≈1.66) załamuje mocniej i rozciąga kolory szerzej niż szkło koronne.

Szkło flint ma wyższe n i silniejszą dyspersję niż koronne, rozciągając kolory mocniej w kompaktowym pryzmacie — kompromis między rozmiarem a rozdzieleniem widmowym. Ten preset porównuje gęsty flint (n ≈ 1.66), by pokazać, dlaczego projektanci przyrządów świadomie wybierają rodzaje szkła.

• Wyższe n → większa dyspersja
• Gęste szkło flintowe

Krótki opis badania

Zaplanuj pytanie, zanim otworzysz pracownię

Krótki opis odzwierciedla stronę statyczną: pytanie badawcze, konkurujące przewidywania, role zmiennych, prawo rządzące i co mierzyć.

Pytanie badawcze

Gęsty flint ma wyższy współczynnik załamania (n ≈ 1.66) niż zwykłe szkło koronne (n ≈ 1.5). Czy pryzmat o wyższym współczynniku odchyla światło bardziej czy mniej niż o niższym, przy tym samym kącie padania i podstawie?

Prognozy do rozważenia

• Mniejsze odchylenie przy wyższym współczynniku.
• Bardziej — wyższy współczynnik zgina światło mocniej na każdej ścianie, dając większe odchylenie całkowite.
• Odchylenie nie zależy od współczynnika.

Role zmiennych

Co ustawiasz:

• Kąt padania θ₁ (°)

Co mierzysz:

• Odchylenie całkowite δ (°)

Jak przebiega badanie

1. Otwórz preset flint-prism i naciśnij Reset. Ten pryzmat flintowy ma kąt łamiący A = 60°, współczynnik n = 1.66.
2. Włącz odczyt odchylenia całkowitego.
3. Ustaw kąt padania dla każdej próby i zapisz odchylenie całkowite.

Równanie rządzące

Odchylenie skaluje się ze współczynnikiem — δ = θ₁ + θ₄ − A

Przy dowolnym ustalonym kącie padania i kącie przy podstawie pryzmat o wyższym współczynniku daje większe odchylenie — oba załamania Snelliusa (wejście i wyjście) zgina promień mocniej dla większego n.

Co karta do druku każe uczniom wyliczyć

• Dla jednej próby oblicz θ₂ = asin(sin θ₁/n); θ₃ = A − θ₂; θ₄ = asin(n·sin θ₃), a potem δ = θ₁ + θ₄ − A, używając n = 1.66. Porównaj z tabelą.
• Porównaj swoje wartości odchylenia z eksperymentem white-light-prism (ten sam kąt, niższy współczynnik). Wyjaśnij, dlaczego wyższy współczynnik flint daje konsekwentnie większe odchylenie przy tych samych kątach padania.

Gdzie to wychodzi poza pracownię

• Projektanci obiektywów łączą elementy koronne i flintowe („dublet achromatyczny”), by znosić aberrację chromatyczną — bo dwa rodzaje szkła dyspergują kolor różnie. Wyjaśnij, dlaczego sam jeden rodzaj szkła, jakkolwiek precyzyjnie szlifowane, nie może samo usunąć obwódek kolorowych.
• Flint rozciąga szerszy zakres kolorów niż koronne przy tym samym kącie (więcej dyspersji, nie tylko więcej odchylenia). Wyjaśnij, dlaczego szkła o wyższym współczynniku jak flint mają tendencję do silniejszej dyspersji światła w całym widmie widzialnym.

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

1. Witamy w pryzmacie flint
2. Zaznacz pryzmat
3. Naciśnij Play
4. Silna dyspersja
5. Otwórz panel Właściwości
6. Udało się!

Otwórz interaktywną symulację, zbuduj scenę, naciśnij Play i badaj z pomiarami na żywo oraz przewodnikiem.

Otwórz interaktywną pracownię →

Pobierz kartę pracy →

Prawo Snelliusa załamania