Optik

Flintglasprisma (mer dispersion)

Tätt flintglas (n≈1.66) bryter mer och sprider färgerna bredare än kronglas.

Flintglasprisma (mer dispersion) — interaktiv Optik-simulering. Tätt flintglas (n≈1.66) bryter mer och sprider färgerna bredare än kronglas. Gratis virtuellt fysiklabb i webbläsaren med SI-mätningar i realtid och en guidad genomgång.

Dispersion i flintglas

Tätt flintglas (n≈1.66) bryter mer och sprider färgerna bredare än kronglas.

Flintglas har högre n och starkare dispersion än kronglas och sprider färgerna mer i ett kompakt prisma — en avvägning mellan storlek och spektral separation. Den här förinställningen jämför tätt flintglas (n ≈ 1.66) för att illustrera varför instrumentdesignare väljer glastyper medvetet.

• Högre n → större spridning
• Tätt flintglas

Undersökningsblad

Planera frågan innan du öppnar labbet

Sammanfattningen speglar den förrenderade sidan: drivande fråga, konkurrerande förutsägelser, variablernas roller, styrande lagar, uppställning, analys- och utvidgningsfrågor förblir synliga och i den här ordningen.

Drivande fråga

Tätt flintglas har ett högre brytningsindex (n ≈ 1.66) än vanligt kronglas (n ≈ 1.5). Avviker ett prisma med högre index ljuset mer eller mindre än ett med lägre index, vid samma infallsvinkel och spetsvinkel?

Förutsägelser att väga

• Mindre avvikelse för ett högre index.
• Mer — ett högre index böjer ljuset hårdare vid varje yta, vilket ger större total avvikelse.
• Avvikelsen påverkas inte av indexet.

Variablernas roller

Det du ställer in:

• Infallsvinkel θ₁ (°)

Det du mäter:

• Total avvikelse δ (°)

Så går undersökningen till

1. Öppna förinställningen Flintglas och tryck på Återställ. Detta flintglasprisma har spetsvinkeln A = 60°, index n = 1.66.
2. Aktivera avläsningen av totala avvikelsen.
3. Ställ in infallsvinkeln för varje försök och notera den totala avvikelsen.

Styrande ekvation

Avvikelsen skalar med indexet — δ = θ₁ + θ₄ − A

Vid varje fast infallsvinkel och spetsvinkel ger ett prisma med högre index större avvikelse — båda Snellska brytningarna (in och ut) böjer strålen hårdare för större n.

Det det utskrivbara arbetsbladet ber eleverna räkna ut

• Beräkna för ett försök θ₂ = asin(sin θ₁/n), θ₃ = A − θ₂, θ₄ = asin(n·sin θ₃), sedan δ = θ₁ + θ₄ − A, med n = 1.66. Jämför med tabellen.
• Jämför dina avvikelsevärden här med white-light-prism-experimentets (samma spetsvinkel, lägre index). Förklara varför flintglasets högre index konsekvent ger större avvikelse vid samma infallsvinklar.

Var det här syns utanför labbet

• Konstruktörer av kamerlinser kombinerar kronglas- och flintglaselement (en 'akromatisk dublett') för att ta ut kromatisk aberration — eftersom de två glastyperna sprider färg olika mycket. Förklara varför en enda typ av glas, hur exakt formad den än är, inte på egen hand kan eliminera färgkanter.
• Flintglas breder ut ett bredare spann av färger än kronglas vid samma spetsvinkel (mer dispersion, inte bara mer avvikelse). Förklara varför glas med högre index, som flintglas, tenderar att sprida ljuset starkare över det synliga spektrumet.

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

1. Välkommen till Flintprisma
2. Välj prisman
3. Tryck på Spela upp
4. Stark dispersion
5. Öppna panelen Egenskaper
6. Klart!

Öppna den interaktiva simuleringen för att bygga scenen, tryck på Spela och utforska med mätningar i realtid och en guidad genomgång.

Öppna interaktivt labb →

Ladda ner labblad →

Snells brytningslag