Tanka prizma: aproksimacija majhnega kota

1 · Predvidi

Prizma z majhnim vršičnim kotom („tanka prizma“) svetlobo odmakne le blago. Ali odklon ostane približno konstanten čez razpon vpadnih kotov, za razliko od dramatičnejše krivulje najmanjšega odklona prizme s širokim vršičkom?

• Odklon se še vedno dramatično spreminja z vpadnim kotom, tako kot pri prizmi s širokim vršičkom.
• Da — za tanko prizmo je odklon približno δ ≈ (n−1)A in ostane skoraj konstanten čez tipičen razpon vpadnih kotov blizu normale.
• Tanka prizmo proizvede v bistvu nič odklona.

2 · Pripravi

1. Odpri prednastavitev small-apex-prism in pritisni Ponastavi. Ta tanka prizma ima vršični kot A = 30°, količnik n = 1.5.
2. Omogoči odčitek skupnega odklona.
3. Nastavi vpadni kot za vsak poskus in zabeleži skupni odklon.

3 · Zberi podatke

Nariši odklon δ (os y) proti vpadnemu kotu θ₁ (os x) za svoje tri poskuse. Ali je krivulja precej bolj ravna kot pri poskusu white-light-prism?

4 · Analiziraj

1. Za en poskus izračunaj θ₂ = asin(sin θ₁/n), θ₃ = A − θ₂, θ₄ = asin(n·sin θ₃), nato δ = θ₁ + θ₄ − A, z A = 30°, n = 1.5. Primerjaj s tabelo. Izračunaj tudi aproksimacijo tanke prizme δ ≈ (n−1)A = 15° in poglej, kako blizu pristanejo tvoje točne vrednosti.
2. Razloži, zakaj manjši vršični kot naredi skupni odklon manj občutljiv na točen vpadni kot — aproksimacija tanke prizme δ ≈ (n−1)A povsem izpusti odvisnost od kota, veljavna, ko je A majhen.

5 · Razširi

1. Tanke prizme („optični klini“) se uporabljajo v nekaterih korekcijskih očalih in daljinosmerih prav zato, ker njihov skoraj konstanten odklon naredi jih predvidljive in lahke za načrtovanje. Razloži, zakaj bi bil ostro od kota odvisen odklon prizme s širokim vršičkom slaba izbira za preprost korekcijski klin.
2. Primerjaj svoj razpon odklona tu z veliko širšimi nihaji poskusa white-light-prism. Razloži, zakaj večji vršični kot ojača odvisnost odklona od kota, majhen vršični kot pa jo skoraj odpravi.

Fizika za tem poskusom

← Nazaj na poskus

138 brezplačnih natisljivih fizikalnih delovnih listov