O prismă îndoaie lumina: unghiul de deviație

1 · Prezice

Lumina care intră într-o prismă de sticlă se îndoaie (refractă) la fiecare față, ieșind deviată din direcția originală. Schimbarea unghiului de incidență la prima față schimbă mereu deviația totală în aceeași direcție?

• Deviația crește mereu pe măsură ce unghiul de incidență crește.
• Nu — deviația are de fapt un minim la un anumit unghi de incidență, nu o tendință simplă de creștere sau scădere.
• Deviația scade mereu pe măsură ce unghiul de incidență crește.

2 · Montaj

1. Deschide presetarea white-light-prism și apasă Resetează. Această prismă de sticlă crown are unghiul apex A = 60°, indicele n = 1.5.
2. Activează citirea deviației totale.
3. Setează unghiul de incidență la prima față pentru fiecare încercare și înregistrează deviația totală.

3 · Colectează date

Plotează deviația δ (axa y) în funcție de unghiul de incidență θ₁ (axa x) pentru cele trei încercări. Coboară δ până la un minim undeva la mijloc?

4 · Analizează

1. Pentru o încercare, calculează θ₂ = asin(sin θ₁/n) (Snell la prima față), θ₃ = A − θ₂ (geometria prismei), θ₄ = asin(n·sin θ₃) (Snell la a doua față), apoi δ = θ₁ + θ₄ − A. Compară cu tabelul.
2. Explică de ce deviația nu este o funcție monotonică simplă de unghiul de incidență — geometria prismei (îndoirea la DOUĂ fețe) creează un minim veritabil la unghiul trecerii simetrice, explorat direct în experimentul min-deviation.

5 · Extinde

1. Lumina albă conține multe lungimi de undă, fiecare cu un indice de refracție puțin diferit (dispersie) — deci fiecare culoare deviază cu o cantitate puțin diferită, evntuind lumina albă într-un spectru vizibil. Acest experiment folosește un singur indice reprezentativ; lumina albă reală se răspândește într-un curcubeu.
2. Un curcubeu se formează din lumina soarelui refractată și reflectată intern în picături sferice de ploaie — o geometrie mai complexă decât această prismă cu fețe plate, dar condusă de exact același principiu al refracției dependente de lungimea de undă (dispersia).

Fizica din spatele acestui experiment

← Înapoi la experiment

138 de fișe de laborator de fizică tipăribile gratuit