Оптика

Призма из флинта (сильнее дисперсия)

Плотный флинт (n≈1.66) преломляет сильнее и разводит цвета шире, чем крон.

Призма из флинта (сильнее дисперсия) — интерактивная симуляция (Оптика). Плотный флинт (n≈1.66) преломляет сильнее и разводит цвета шире, чем крон. Бесплатная виртуальная физическая лаборатория в браузере с живыми измерениями в СИ и сопровождаемым туром.

Дисперсия флинта

Плотный флинт (n≈1.66) преломляет сильнее и разводит цвета шире, чем крон.

У флинта выше n и сильнее дисперсия, чем у крона, — цвета расходятся шире в компактной призме, компромисс между размером и спектральным разделением. Этот пресет сравнивает плотный флинт (n ≈ 1.66), показывая, почему конструкторы приборов выбирают сорта стекла осознанно.

• Выше n → сильнее разнос
• Плотный флинтглас

Краткое описание исследования

Спланируйте вопрос до открытия лаборатории

Краткое описание повторяет предрендеренную страницу: движущий вопрос, конкурирующие прогнозы, роли переменных, определяющие законы, ход работы, анализ и задания для развития остаются видимыми и в этом порядке.

Движущий вопрос

У плотного флинта показатель выше (n ≈ 1.66), чем у обычного крона (n ≈ 1.5). Отклоняет ли призма с более высоким показателем свет больше или меньше, чем с более низким, при тех же угле падения и преломляющем угле?

Прогнозы для взвешивания

• Меньше отклонение при более высоком показателе.
• Больше — более высокий показатель сильнее преломляет свет на каждой грани, давая большее полное отклонение.
• Отклонение не зависит от показателя.

Роли переменных

Что вы задали:

• Угол падения θ₁ (°)

Что вы измеряете:

• Полное отклонение δ (°)

Как идёт исследование

1. Откройте пресет flint-prism и нажмите «Сброс». У этой призмы из флинтгласа преломляющий угол A = 60°, показатель n = 1.66.
2. Включите показание полного отклонения.
3. Задайте угол падения для каждой пробы и запишите полное отклонение.

Определяющее уравнение

Отклонение масштабируется с показателем — δ = θ₁ + θ₄ − A

При любых фиксированных углах падения и преломляющем угле призма с более высоким показателем даёт большее отклонение — оба преломления по Снеллу (вход и выход) отклоняют луч сильнее при большем n.

Что печатный рабочий лист предлагает учащимся вывести

• Для одной пробы вычислите θ₂ = asin(sin θ₁/n); θ₃ = A − θ₂; θ₄ = asin(n·sin θ₃), затем δ = θ₁ + θ₄ − A, используя n = 1.66. Сравните с таблицей.
• Сравните значения отклонения здесь с экспериментом white-light-prism (тот же преломляющий угол, более низкий показатель). Объясните, почему более высокий показатель флинта даёт стабильно большее отклонение при тех же углах.

Где это проявляется за пределами лаборатории

• Конструкторы объективов сочетают элементы из крона и флинта («ахроматический дублет»), чтобы погасить хроматическую аберрацию — два сорта стекла диспергируют цвет по-разному. Объясните, почему один сорт стекла, как бы точно он ни был отшлифован, сам по себе не устраняет цветные каёмки.
• Флинт разводит более широкий диапазон цветов, чем крон, при том же преломляющем угле (больше дисперсии, не только больше отклонения). Объясните, почему стёкла с высоким показателем, как флинт, склонны сильнее диспергируют свет по видимому спектру.

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

1. Добро пожаловать к призме из флинта
2. Выберите призму
3. Нажмите Play
4. Сильная дисперсия
5. Откройте панель свойств
6. Готово!

Откройте интерактивную симуляцию, чтобы собрать сцену, нажать Play и исследовать с живыми измерениями и сопровождаемым туром.

Открыть интерактивную лабораторию →

Скачать рабочий лист →

Закон преломления Снелла