Najmanjši odklon: simetrični prehod skozi prizmo

1 · Predvidi

Žarek skozi prizmo doseže svoj najmanjši možni odklon pri enem posebnem vpadnem kotu — simetrični prehod, kjer žarek znotraj prizme potuje vzporedno z njeno osnico. Ali ima prizma s širšim vršičkom večji najmanjši odklon?

• Da — večji vršični kot žarek skupno močneje upogne, kar da večji najmanjši odklon.
• Večji vršični kot da manjši najmanjši odklon.
• Najmanjši odklon ni odvisen od vršičnega kota.

2 · Pripravi

1. Odpri prednastavitev min-deviation in pritisni Ponastavi. Ta prizma 60°/n=1.5 je nastavljena na svoj vpadni kot simetričnega prehoda, ki minimizira odklon.
2. Omogoči odčitek odklona.
3. Nastavi vršični kot za vsak poskus (količnik n = 1.5 fiksen), nato zavrti prizmo — povleci drsnik nagiba — dokler odčitev odklona neha padati in spet začne rasti. Zabeleži to najmanjšo vrednost: to je najmanjši odklon za ta vršiček.

3 · Zberi podatke

Nariši δ_min (os y) proti vršičnemu kotu A (os x) za svoje tri poskuse. Ali je črta ravna?

4 · Analiziraj

1. Za en poskus izračunaj δ_min = 2·asin(n·sin(A/2)) − A z n = 1.5. Primerjaj s tabelo.
2. Razloži, zakaj simetrični prehod (žarek potuje vzporedno z osnico prizme znotraj stekla) da najmanjši možni odklon za dan vršični kot in količnik — vsak drug vpadni kot proizvede VEČ odklona, ne manj.

5 · Razširi

1. Formulo najmanjšega odklona je mogoče obrniti in IZMERITI lomni količnik stekla iz vršičnega kota in izmerjenega najmanjšega odklona: n = sin((A+δ_min)/2)/sin(A/2). To je klasična tehnika prizemskega spektrometra. Zakaj bi bilo poskusno iskanje minimuma (počasnim vrtenjem prizme in opazovanjem, kjer odklon neha padati) zanesljivejše od merjenja pri poljubnem vpadnem kotu?
2. Prizma z večjim vršičnim kotom razpre belo svetlobo v širši spekter. Z svojo zvezo δ_min-proti-A razloži, zakaj bi oblikovalci spektrometrov izbrali večji vršični kot, ko potrebujejo finejšo ločljivost valovnih dolžin.

Fizika za tem poskusom

← Nazaj na poskus

138 brezplačnih natisljivih fizikalnih delovnih listov