ทัศนศาสตร์

ปริซึมบาง (มุมยอดเล็ก)

ปริซึมบาง (มุมยอดเล็ก) เบี่ยงเบนแสงเพียงเล็กน้อย — ขีดจำกัดปริซึมบาง δ ≈ (n−1)·A

ปริซึมบาง (มุมยอดเล็ก) — การจำลองทัศนศาสตร์แบบโต้ตอบ ปริซึมบาง (มุมยอดเล็ก) เบี่ยงเบนแสงเพียงเล็กน้อย — ขีดจำกัดปริซึมบาง δ ≈ (n−1)·A ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์เสมือนบนเบราว์เซอร์ที่ใช้ฟรี พร้อมการวัด SI แบบสดและบทแนะนำ

ปริซึมบาง

ปริซึมบาง (มุมยอดเล็ก) เบี่ยงเบนแสงเพียงเล็กน้อย — ขีดจำกัดปริซึมบาง δ ≈ (n−1)·A

สำหรับมุมยอด A ที่เล็กมาก การเบี่ยงเบนเข้าใกล้ δ ≈ (n − 1)A—การประมาณปริซึมบางที่ใช้ในใบสั่งเลนส์ลิ่มแว่นตาและการปรับละเอียด การเบี่ยงเบนขนาดใหญ่ต้องการปริซึมที่หนากว่าหรือดัชนีสูงกว่า

• δ ≈ (n−1)A
• มุมยอดขนาดเล็ก

สรุปการสืบสวน

วางแผนคำถามก่อนเปิดห้องแล็บ

บทสรุปสะท้อนหน้าที่เรนเดอร์ล่วงหน้า คำถามขับเคลื่อน คำทำนายที่ขัดแย้งกัน บทบาทตัวแปร กฎที่ควบคุม การตั้งค่า การวิเคราะห์ และโจทย์ต่อยอดยังแสดงและเรียงตามลำดับนี้

คำถามขับเคลื่อน

ปริซึมมุมยอดเล็ก (“ปริซึมบาง”) เบี่ยงเบนแสงเพียงเบา ๆ องศาเบี่ยงเบนคงที่โดยประมาณตลอดช่วงมุมตกหรือไม่ ต่างจากเส้นโค้งค่าเบี่ยงเบนต่ำสุดที่ละคุกของปริซึมมุมยอดกว้าง

คำทำนายที่ต้องชั่งใจ

• องศาเบี่ยงเบนยังเปลี่ยนมากตามมุมตก เหมือนปริซึมมุมยอดกว้าง
• ใช่ — สำหรับปริซึมบาง องศาเบี่ยงเบนประมาณ δ ≈ (n−1)A คงที่เกือบสมบูรณ์ตลอดช่วงมุมตกปกติใกล้แนวฉาก
• ปริซึมบางให้องศาเบี่ยงเบนเกือบศูนย์

บทบาทของตัวแปร

สิ่งที่คุณตั้ง:

• มุมตกกระทบ θ₁ (°)

สิ่งที่คุณวัด:

• การเบี่ยงเบนรวม δ (°)

การสืบสวนดำเนินไปอย่างไร

1. เปิดพรีเซ็ท small-apex-prism แล้วกดรีเซ็ต ปริซึมบางนี้มีมุมยอด A = 30° ดัชนีหักเห n = 1.5
2. เปิดค่าแสดงองศาเบี่ยงเบนรวม
3. ตั้งมุมตกในแต่ละรอบแล้วบันทึกองศาเบี่ยงเบนรวม

สมการควบคุม

การประมาณปริซึมบาง — δ = θ₁ + θ₄ − A

สำหรับปริซึมมุมยอดเล็ก A สูตรองศาเบี่ยงเบนเป๊ะย่อเหลือ δ ≈ (n−1)A ซึ่งเกือบไม่ขึ้นกับมุมตก — ขีดจำกัดมุมเล็กของการคำนวณปริซึมตามกฎสแนลล์เต็มรูป

สิ่งที่ใบงานพิมพ์ได้ให้นักเรียนคิด

• สำหรับหนึ่งรอบ จงคำนวณ θ₂ = asin(sin θ₁/n), θ₃ = A − θ₂, θ₄ = asin(n·sin θ₃) แล้ว δ = θ₁ + θ₄ − A โดยใช้ A = 30°, n = 1.5 เทียบกับตาราง และคำนวณค่าประมาณปริซึมบาง δ ≈ (n−1)A = 15° เพื่อดูว่าค่าแม่นของคุณใกล้แค่ไหน
• อธิบายว่าเหตุใดมุมยอดที่เล็กกว่าจึงทำให้องศาเบี่ยงเบนรวมไวต่อมุมตกที่แน่นอน — การประมาณปริซึมบาง δ ≈ (n−1)A ตัดการขึ้นกับมุมออกเสียทั้งหมด ใช้ได้เมื่อ A เล็ก

สิ่งนี้ปรากฏที่ใดนอกห้องแล็บ

• ปริซึมบาง (“ลิ่มแสง”) ใช้ในแว่นแก้ไขบางรุ่นและเครื่องวัดระยะเพราะองศาเบี่ยงเบนที่เกือบคงที่ทำให้คาดเดาและออกแบบง่าย อธิบายว่าเหตุใดองศาเบี่ยงเบนที่ขึ้นกับมุมอย่างชัดของปริซึมมุมยอดกว้างจึงเป็นทางเลือกแย่สำหรับลิ่มแก้ไขอย่างง่าย
• เทียบช่วงองศาเบี่ยงเบนของคุณที่นี่กับการแกว่งกว้างกว่ามากของการทดลอง white-light-prism อธิบายว่าเหตุใดมุมยอดที่ใหญ่กว่าจึงขยายการขึ้นกับมุมขององศาเบี่ยงเบน ขณะที่มุมยอดเล็กเกือบตัดมันออก

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

1. ยินดีต้อนรับสู่ ปริซึมมุมยอดเล็ก
2. เลือกปริซึม
3. กดเล่น
4. มุมเบี่ยงเบนเล็ก
5. เปิดแผงคุณสมบัติ
6. คุณทำได้แล้ว!

เปิดการจำลองแบบโต้ตอบเพื่อสร้างฉาก กดเล่น แล้วสำรวจพร้อมการวัดสดและบทแนะนำ

เปิดห้องแล็บโต้ตอบ →

ดาวน์โหลดใบงาน →

กฎการหักเหของสแนลล์