ఒక ప్రిజం కాంతిని వంపుతుంది: విచలన కోణం

1 · ఊహించండి

గాజు ప్రిజంలోకి ప్రవేశించే కాంతి ప్రతి తలం వద్ద వంగి (వక్రీభవించి), తన అసలు దిశ నుండి విచలనం చెంది బయటకు వస్తుంది. మొదటి తలం వద్ద పతన కోణాన్ని మార్చడం వల్ల మొత్తం విచలనం ఎప్పుడూ ఒకే దిశలో మారుతుందా?

• పతన కోణం పెరిగేకొద్దీ విచలనం ఎప్పుడూ పెరుగుతుంది.
• లేదు — విచలనానికి నిర్దిష్ట పతన కోణం వద్ద వాస్తవానికి కనిష్ఠం ఉంటుంది, సరళంగా పెరిగే లేదా తగ్గే ధోరణి కాదు.
• పతన కోణం పెరిగేకొద్దీ విచలనం ఎప్పుడూ తగ్గుతుంది.

2 · అమరిక

1. white-light-prism ప్రీసెట్‌ను తెరిచి రీసెట్ నొక్కండి. ఈ క్రౌన్-గాజు ప్రిజానికి శీర్ష కోణం A = 60°, సూచిక n = 1.5.
2. మొత్తం-విచలన రీడింగ్‌ను చేతనం చేయండి.
3. ప్రతి ప్రయత్నానికి మొదటి తలం వద్ద పతన కోణాన్ని సెట్ చేసి, మొత్తం విచలనాన్ని నమోదు చేయండి.

3 · డేటా సేకరించండి

మీ మూడు ప్రయత్నాల కోసం పతన కోణం θ₁ (x-అక్షం) పై విచలనం δ (y-అక్షం) ప్లాట్ చేయండి. δ మధ్యలో ఎక్కడైనా కనిష్ఠానికి దిగుతుందా?

4 · విశ్లేషించండి

1. ఒక ప్రయత్నానికి, θ₂ = asin(sin θ₁/n) (మొదటి తలం వద్ద స్నెల్ నియమం), θ₃ = A − θ₂ (ప్రిజం జ్యామితి), θ₄ = asin(n·sin θ₃) (రెండో తలం వద్ద స్నెల్ నియమం) లెక్కించి, ఆపై δ = θ₁ + θ₄ − A. పట్టికతో పోల్చండి.
2. విచలనం పతన కోణానికి సరళ ఏకదిశ ప్రమేయం కాదెందుకో వివరించండి — ప్రిజం జ్యామితి (రెండు తలాల వద్ద వంపు) సౌష్ఠవ దాటడం కోణం వద్ద నిజమైన కనిష్ఠాన్ని సృష్టిస్తుంది, దీన్ని min-deviation ప్రయోగంలో నేరుగా అన్వేషిస్తారు.

5 · విస్తరించండి

1. తెల్ల కాంతిలో అనేక తరంగదైర్ఘ్యాలు ఉంటాయి, ప్రతి దానికీ కొద్దిగా భిన్నమైన వక్రీభవన సూచిక (విక్షేపణ) — కాబట్టి ప్రతి రంగు కొద్దిగా భిన్నమైన మోతాదులో విచలనం చెందుతుంది, తెల్ల కాంతిని కనిపించే వర్ణపటంగా విస్తరిస్తూ. ఈ ప్రయోగం ఒకే ప్రతినిధి సూచికను వాడుతుంది; నిజమైన తెల్ల కాంతి ఇంద్రధనుస్సులా విస్తరిస్తుంది.
2. ఇంద్రధనుస్సు సూర్యకాంతి గోళాకార వర్షబిందువుల లోపల వక్రీభవించి, అంతర్గతంగా పరావర్తనం చెందడం వల్ల ఏర్పడుతుంది — ఈ చదునైన-తలాల ప్రిజం కంటే క్లిష్టమైన జ్యామితి, కానీ ఖచ్చితంగా అదే తరంగదైర్ఘ్యానుసారి వక్రీభవన (విక్షేపణ) సూత్రం ద్వారా నడుస్తుంది.

ఈ ప్రయోగం వెనుక ఉన్న భౌతిక శాస్త్రం

← ప్రయోగానికి తిరిగి

138 ఉచిత ముద్రించగల భౌతిక శాస్త్ర ప్రయోగ పత్రకాలు