Optik
Minimum sapma
Simetrik geçişte sapma en azdır — bir camın kırılma indisini ölçmenin klasik yolu budur.
Minimum sapma — etkileşimli Optik simülasyonu. Simetrik geçişte sapma en azdır — bir camın kırılma indisini ölçmenin klasik yolu budur. Canlı SI ölçümleri ve rehberli öğreticiyle ücretsiz, tarayıcı tabanlı sanal fizik laboratuvarı.
Minimum sapma açısı
Simetrik geçişte sapma açısı en azdır — bir camın kırılma indisini ölçmenin klasik yolu.
Prizma boyunca ışın yolu simetrik olduğunda, sapma en aza iner ve kırılma indisini ölçmek için geometri basitleşir. Spektrometreler genellikle n(λ)'yı doğru belirlemek için bu açıya ayarlanır.
- Simetrik geçiş
- n indisini ölçün
Araştırma özeti
Laboratuvarı açmadan önce soruyu planlayın
Bu özet, önceden oluşturulmuş sayfayı yansıtır: yönlendirici soru, yarışan tahminler, değişken rolleri, yöneten yasalar, kurulum, analiz ve geliştirme istemleri görünür kalır ve bu sırayı izler.
Sürüş sorusu
Bir prizmadan geçen ışın, mümkün olan en küçük sapma açısına özel bir geliş açısında - prizma içindeki ışının tabanına paralel hareket ettiği simetrik geçişte - ulaşır. Daha geniş apeksli bir prizmanın minimum sapması daha mı büyük?
Tartılacak tahminler
- Evet — daha büyük bir tepe açısı, ışını genel olarak daha fazla büker ve daha büyük bir minimum sapma sağlar.
- Daha büyük bir tepe açısı daha küçük bir minimum sapma sağlar.
- Minimum sapma tepe açısına bağlı değildir.
Değişken roller
Neyi ayarladınız:
- Tepe açısı A (°)
Ölçtüğünüz şey:
- Minimum sapma δ_min (°)
Araştırma nasıl yürütülüyor?
- min-deviation ön ayarını açın ve Sıfırla'ya basın. Bu 60 °/n=1.5 prizması, sapmayı en aza indiren simetrik geçiş geliş açısına ayarlanmıştır.
- Sapma okumasını etkinleştirin.
- Her deneme için apeks açısını ayarlayın (indeks n = 1.5 sabit), ardından geliş açısı kaydırıcısını sürükleyerek prizmayı döndürün — sapma okuması düşmeyi bırakıp yeniden yükselmeye başlayana kadar. O en küçük değeri kaydedin: bu, o apeks için minimum sapmadır.
Yönetim denklemi
Minimum Sapma Formülü — n = sin((A+δmin)/2) / sin(A/2)
Simetrik geçiş sağlayan geliş açısında (prizma içindeki tabana paralel ışın), sapma minimum değerine ulaşır: δ_min = 2·asin(n·sin(A/2)) − A. Bu özel açı, bir prizmanın kırılma indisini hassas bir şekilde ölçmek için deneysel olarak kullanılır.
Yazdırılabilir çalışma sayfasının öğrencilerden neyi çözmelerini istediği
- Bir deneme için, n = 1.5 kullanarak δ_min = 2 ·asin(n·sin(A/2)) – A'yı hesaplayın. Tabloyla karşılaştırın.
- Simetrik geçişin (camın içindeki prizmanın tabanına paralel ilerleyen ışın) belirli bir tepe açısı ve indeks için neden mümkün olan en küçük sapmayı verdiğini açıklayın; diğer herhangi bir geliş açısı daha az değil, DAHA FAZLA sapma üretir.
Bunun laboratuvarın ötesinde ortaya çıktığı yer
- Minimum sapma formülü, bir camın kırılma indisini bir tepe açısından ve ölçülen minimum sapmadan ÖLÇMEK şeklinde tersine çevrilebilir: n = sin((A+δ_min)/2)/sin(A/2). Bu klasik prizma-spektrometre tekniğidir. Minimum değeri deneysel olarak bulmak (prizmayı yavaşça döndürerek ve sapmanın azalmanın durduğu yeri izleyerek) neden rastgele bir geliş açısıyla ölçüm yapmaktan daha güvenilir olabilir?
- Daha büyük bir tepe açısı prizması beyaz ışığı daha geniş bir spektruma yayar. δ_min-vs-A ilişkinizi kullanarak, spektrometre tasarımcılarının daha iyi dalga boyu çözünürlüğüne ihtiyaç duyduklarında neden daha büyük bir tepe açısı seçebileceklerini açıklayın.
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- Hoş geldiniz: Min sapma açısı
- Seçin: prizma
- Oynat'a basın
- Simetrik geçiş
- Denetleyiciyi açın
- Başardınız!
Sahneyi oluşturmak için etkileşimli simülasyonu açın, Oynat'a basın ve canlı ölçümler ile rehberli bir eğitim eşliğinde keşfedin.