Flint Glass: um prisma de índice mais alto
1 · Prever
O vidro de sílex denso tem um índice de refração mais alto (n ≈ 1.66) do que o vidro de coroa comum (n ≈ 1.5). Um prisma de índice mais alto desvia a luz mais ou menos do que um prisma de índice mais baixo, no mesmo ângulo de incidência e vértice?
- Menos desvio para um índice mais alto.
- Mais — um índice mais alto curva a luz com mais força em cada face, produzindo maior desvio total.
- O desvio não é afetado pelo índice.
2 · Preparar
- Abra a predefinição de prisma de vidro flint e pressione Redefinir. Este prisma de vidro flint tem ângulo de vértice A = 60°, índice n = 1.66.
- Ative a leitura do desvio total.
- Defina o ângulo de incidência para cada tentativa e registre o desvio total.
3 · Coletar Dados
| Ângulo de incidência θ₁ (°) | Desvio total δ (°) |
|---|---|
| 42.00 | |
| 52.00 | |
| 62.00 |
Plote o desvio δ (eixo y) em relação ao ângulo de incidência θ₁ (eixo x) para suas três tentativas. Compare a escala geral com os valores do vidro coroa do experimento de prisma de luz branca.
4 · Analisar
- Para uma tentativa, calcule θ₂ = asin(sin θ₁/n), θ₃ = A − θ₂, θ₄ = asin(n·sin θ₃), então δ = θ₁ + θ₄ − A, usando n = 1.66. Compare com a tabela.
- Compare seus valores de desvio aqui com os do experimento de prisma de luz branca (mesmo ângulo de vértice, índice inferior). Explique por que o índice mais alto do vidro de sílex produz desvios consistentemente maiores nos mesmos ângulos de incidência.
5 · Aprofundar
- Os designers de lentes de câmeras combinam elementos de vidro coroa e vidro sílex (um 'dupleto acromático') para cancelar a aberração cromática - uma vez que os dois tipos de vidro dispersam as cores de maneira diferente. Explique por que usar apenas um tipo de vidro, por mais preciso que seja, não consegue eliminar as manchas de cor por si só.
- O vidro Flint espalha uma gama mais ampla de cores do que o vidro coroa para o mesmo ângulo de vértice (mais dispersão, não apenas mais desvio). Explique por que vidros de índice mais alto, como o sílex, tendem a dispersar a luz com mais força no espectro visível.
A física por trás deste experimento
Escalas de desvio com índice
Em qualquer ângulo de incidência e ângulo de vértice fixos, um prisma de índice mais alto produz maior desvio - ambas as refrações da lei de Snell (entrada e saída) curvam o raio mais fortemente para n maior.