Óptica

Prisma de luz branca

Um prisma refrata mais o azul que o vermelho, luz branca se espalha em espectro (δ = θ₁ + θ₄ − A).

Prisma de luz branca — simulação interativa de Óptica. Um prisma refrata mais o azul que o vermelho, luz branca se espalha em espectro (δ = θ₁ + θ₄ − A). Laboratório virtual de física gratuito no navegador com medições SI ao vivo e tutorial guiado.

Dispersão

Um prisma refrata mais o azul que o vermelho, assim a luz branca se abre num espectro (δ = θ₁ + θ₄ − A).

A lei de Snell usa um índice n(λ) dependente do comprimento de onda, então cada cor se refrata em um ângulo ligeiramente diferente. O ápice de um prisma separa a luz branca em um espectro, com o violeta se curvando mais. A dispersão angular δ depende do ângulo do prisma e do número de Abbe do material.

• n varia com λ
• Azul desvia mais

Resumo da investigação

Planeje a pergunta antes de abrir o laboratório

O resumo espelha a página pré-renderizada: a pergunta orientadora, as previsões concorrentes, os papéis das variáveis, as leis governantes, a configuração e os prompts de análise e extensão permanecem visíveis e nesta ordem.

Pergunta de direção

A luz que entra em um prisma de vidro se curva (refrata) em cada face, emergindo desviada de sua direção original. A alteração do ângulo de incidência na primeira face altera sempre o desvio total na mesma direção?

Previsões para pesar

• O desvio sempre aumenta à medida que o ângulo de incidência aumenta.
• Não – o desvio, na verdade, tem um mínimo em algum ângulo de incidência específico, e não uma simples tendência crescente ou decrescente.
• O desvio sempre diminui à medida que o ângulo de incidência aumenta.

Papéis variáveis

O que você definiu:

• Ângulo de incidência θ₁ (°)

O que você mede:

• Desvio total δ (°)

Como funciona a investigação

1. Abra a predefinição de prisma de luz branca e pressione Redefinir. Este prisma de vidro coroa tem ângulo de vértice A = 60°, índice n = 1.5.
2. Ative a leitura do desvio total.
3. Defina o ângulo de incidência na primeira face para cada tentativa e registre o desvio total.

Equação governante

Desvio do Prisma — δ = θ₁ + θ₄ − A

Um raio que passa por um prisma refrata em ambas as faces. O desvio total combina as curvas e o próprio ângulo do vértice do prisma: δ = θ₁ + θ₄ − A, onde θ₂ e θ₄ vêm da lei de Snell em cada face.

O que a planilha para impressão pede aos alunos que resolvam

• Para uma tentativa, calcule θ₂ = asin(sin θ₁/n) (Snell na primeira face), θ₃ = A − θ₂ (geometria do prisma), θ₄ = asin(n·sin θ₃) (Snell na segunda face), então δ = θ₁ + θ₄ − A. Compare com a tabela.
• Explique por que o desvio não é uma simples função monotônica do ângulo de incidência - a geometria do prisma (flexão em DUAS faces) cria um mínimo genuíno no ângulo de passagem simétrica, explorado diretamente no experimento de desvio mínimo.

Onde isso aparece além do laboratório

• A luz branca contém muitos comprimentos de onda, cada um com um índice de refração (dispersão) ligeiramente diferente – portanto, cada cor se desvia em uma quantidade ligeiramente diferente, espalhando a luz branca em um espectro visível. Este experimento utiliza um único índice representativo; a verdadeira luz branca se espalha em um arco-íris.
• Um arco-íris se forma a partir da luz solar, refratando e refletindo internamente dentro de gotas de chuva esféricas - uma geometria mais complexa do que este prisma de face plana, mas impulsionada exatamente pelo mesmo princípio de refração (dispersão) dependente do comprimento de onda.

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

1. Bem-vindo ao prisma de luz branca
2. Selecione o prisma
3. Pressione Reproduzir
4. A luz branca se dispersa
5. Abra o Inspetor
6. Você conseguiu!

Abra a simulação interativa para construir a cena, pressione Reproduzir e explore com medições em tempo real e um tutorial guiado.

Abrir laboratório interativo →

Baixe a planilha do laboratório →

Lei de Snell da Refração