O prismă de apă: dispersie mai blândă decât sticla

1 · Prezice

Apa are un indice de refracție mai mic (n ≈ 1.33) decât sticla. Deviază o prismă plină cu apă lumina mai puțin decât o prismă echivalentă de sticlă?

2 · Montaj

  1. Deschide presetarea water-prism și apasă Resetează. Această prismă plină cu apă are unghiul apex A = 60°, indicele n = 1.33.
  2. Activează citirea deviației totale.
  3. Setează unghiul de incidență pentru fiecare încercare și înregistrează deviația totală.

3 · Colectează date

Unghiul de incidență θ₁ (°)Deviația totală δ (°)
35.00
45.00
55.00

Plotează deviația δ (axa y) în funcție de unghiul de incidență θ₁ (axa x) pentru cele trei încercări. Compară scara cu a experimentului white-light-prism (sticlă crown).

4 · Analizează

  1. Pentru o încercare, calculează θ₂ = asin(sin θ₁/n), θ₃ = A − θ₂, θ₄ = asin(n·sin θ₃), apoi δ = θ₁ + θ₄ − A, folosind n = 1.33. Compară cu tabelul.
  2. Compară valorile tale de deviație cu cele ale experimentului white-light-prism (același unghi apex, indice mai mare). Explică de ce indicele mai mic al apei produce deviație mai mică la fiecare unghi de incidență corespunzător.

5 · Extinde

  1. Un curcubeu este esențial milioane de „prisme” sferice minusculе de apă refractând și reflectând intern lumina soarelui. Explică de ce dispersia relativ modestă a apei (comparată cu sticla) produce totuși un spectru vizibil, chiar dacă ceva mai puțin viu, într-un curcubeu.
  2. Printre aceste experimente, flint-prism (n≈1.66), white-light-prism/sticlă crown (n=1.5) și water-prism (n=1.33) formează o tendință clară: mediile optice mai dense dispersează și deviază lumina mai mult. Explică de ce această tendință urmează aceeași fizică ca tendința unghiului limită a experimentului tir.

Fizica din spatele acestui experiment

Mediile cu indice mai mic deviază mai puțin

Indicele de refracție al apei (1.33) este mai mic decât al sticlei tipice (1.5–1.66), deci o prismă de apă îndoaie lumina mai puțin puternic la fiecare față — deviație totală mai mică δ = θ₁ + θ₄ − A pentru același unghi apex și incidență.

← Înapoi la experiment

Optică

138 de fișe de laborator de fizică tipăribile gratuit