Deviația minimă: trecerea simetrică printr-o prismă

1 · Prezice

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?

• 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.

2 · Montaj

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.

3 · Colectează date

Plotează δ_min (axa y) în funcție de unghiul apex A (axa x) pentru cele trei încercări. Linia este dreaptă?

4 · Analizează

1. Pentru o încercare, calculează δ_min = 2·asin(n·sin(A/2)) − A folosind n = 1.5. Compară cu tabelul.
2. 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.

5 · Extinde

1. 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?
2. 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.

Fizica din spatele acestui experiment

← Înapoi la experiment

138 de fișe de laborator de fizică tipăribile gratuit