Um prisma de água: dispersão mais suave que o vidro

1 · Prever

A água tem um índice de refração mais baixo (n ≈ 1.33) que o vidro. Um prisma cheio de água desvia menos a luz do que um prisma de vidro equivalente?

• Sim - o índice mais baixo da água significa menos curvatura em cada face, portanto, menos desvio total do que um prisma de vidro com o mesmo ângulo de vértice.
• Um prisma de água desvia mais a luz do que o vidro.
• O desvio é o mesmo independentemente do índice do meio.

2 · Preparar

1. Abra a predefinição de prisma de água e pressione Redefinir. Este prisma cheio de água tem ângulo de vértice A = 60°, índice n = 1.33.
2. Ative a leitura do desvio total.
3. Defina o ângulo de incidência para cada tentativa e registre o desvio total.

3 · Coletar Dados

Plote o desvio δ (eixo y) em relação ao ângulo de incidência θ₁ (eixo x) para suas três tentativas. Compare a escala com o experimento do prisma de luz branca (coroa de vidro).

4 · Analisar

1. Para uma tentativa, calcule θ₂ = asin(sin θ₁/n), θ₃ = A − θ₂, θ₄ = asin(n·sin θ₃), então δ = θ₁ + θ₄ − A, usando n = 1.33. Compare com a tabela.
2. Compare seus valores de desvio com os do experimento de prisma de luz branca (mesmo ângulo de vértice, índice mais alto). Explique por que o índice mais baixo da água produz desvios menores em todos os ângulos de incidência correspondentes.

5 · Aprofundar

1. Um arco-íris é essencialmente composto por milhões de minúsculos 'prismas' esféricos de gotículas de água que refratam e refletem internamente a luz solar. Explique por que a dispersão relativamente modesta da água (em comparação com o vidro) ainda produz um espectro visível, embora um pouco menos vívido, em um arco-íris.
2. …prisma de vidro sílex (n≈1.66), prisma de luz branca/vidro coroa (n = 1.5) e prisma de água (n = 1.33)…

A física por trás deste experimento

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