Optică

Deviație minimă

La trecere simetrică deviația este minimă — modalitatea clasică de a măsura indicele unei sticle.

Deviație minimă — simulație interactivă de Optică. La trecere simetrică deviația este minimă — modalitatea clasică de a măsura indicele unei sticle. Laborator virtual de fizică gratuit, în browser, cu măsurători SI în timp real și tutorial ghidat.

Deviație minimă

La trecere simetrică deviația este minimă — modalitatea clasică de a măsura indicele unei sticle.

Când calea razei prin prismă este simetrică, deviația este minimă, iar geometria se simplifică pentru măsurarea indicelui de refracție. Spectrometrele se ajustează adesea la acest unghi pentru determinarea precisă a lui n(λ).

• Trecere simetrică
• Măsoară indicele n

Rezumat de investigație

Planifică întrebarea înainte să deschizi laboratorul

Rezumatul reflectă pagina pre-randată: întrebarea-ghid, predicțiile concurente, rolurile variabilelor, legile guvernante, montajul, analiza și extensiile rămân vizibile și în această ordine.

Întrebare-ghid

O rază printr-o prismă atinge cel mai mic unghi de deviație posibil la un unghi de incidență special — trecerea simetrică, unde raza în interiorul prismei călătorește paralel cu baza ei. Are o prismă cu apex mai larg o deviație minimă mai mare?

Predicții de cântărit

• Da — un unghi apex mai mare îndoaie raza mai mult în total, dând o deviație minimă mai mare.
• Un unghi apex mai mare dă o deviație minimă mai mică.
• Deviația minimă nu depinde de unghiul apex.

Rolurile variabilelor

Ce stabilești tu:

• Unghiul apex A (°)

Ce măsori:

• Deviația minimă δ_min (°)

Cum decurge investigația

1. Deschide presetarea min-deviation și apasă Resetează. Această prismă de 60°/n=1.5 este setată la unghiul de incidență al trecerii simetrice, care minimizează deviația.
2. Activează citirea deviației.
3. Setează unghiul apex pentru fiecare încercare (indicele n = 1.5 fix), apoi rotește prisma — trage glisorul de înclinare — până când citirea deviației nu mai scade și începe să crească din nou. Înregistrează acea cea mai mică valoare: este deviația minimă pentru acel apex.

Ecuația guvernantă

Formula deviației minime — n = sin((A+δmin)/2) / sin(A/2)

La unghiul de incidență care dă trecerea simetrică (rază paralelă cu baza în interiorul prismei), deviația atinge minimul: δ_min = 2·asin(n·sin(A/2)) − A. Acest unghi special este folosit experimental pentru a măsura precis indicele de refracție al unei prisme.

Ce cer fișa tipăribilă elevilor să rezolve

• Pentru o încercare, calculează δ_min = 2·asin(n·sin(A/2)) − A folosind n = 1.5. Compară cu tabelul.
• Explică de ce trecerea simetrică (raza călătorind paralel cu baza prismei în interiorul sticlei) dă cea mai mică deviație posibilă pentru un unghi apex și un indice date — orice alt unghi de incidență produce MAI MULTĂ deviație, nu mai puțină.

Unde mai apare asta dincolo de laborator

• Formula deviației minime poate fi inversată pentru a MĂSURA indicele de refracție al unei sticle dintr-un unghi apex și o deviație minimă măsurată: n = sin((A+δ_min)/2)/sin(A/2). Aceasta este tehnica clasică a spectrometrului cu prismă. De ce ar putea fi găsirea minimului experimental (rotind lent prisma și urmărind unde deviația nu mai scade) mai fiabilă decât măsurarea la un unghi de incidență arbitrar?
• O prismă cu unghi apex mai mare răspândește lumina albă într-un spectru mai larg. Explică, folosind relația ta δ_min-în-funcție-de-A, de ce proiectanții de spectrometre ar putea alege un unghi apex mai mare când au nevoie de rezoluție mai fină în lungime de undă.

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

1. Bine ai venit la Deviația minimă
2. Selectează prisma
3. Apasă Pornește
4. Trecere simetrică
5. Deschide panoul Proprietăți
6. Ai reușit!

Deschide simularea interactivă pentru a construi scena, a apăsa Pornește și a explora cu măsurători live și un tutorial ghidat.

Deschide laboratorul interactiv →

Descarcă fișa →

Legea refracției lui Snell