Optik
İnce (küçük tepe açılı) prizma
İnce bir prizma (küçük tepe açısı) ışığı yalnızca hafifçe saptırır — ince prizma sınırı δ ≈ (n−1)·A.
İnce (küçük tepe açılı) prizma — etkileşimli Optik simülasyonu. İnce bir prizma (küçük tepe açısı) ışığı yalnızca hafifçe saptırır — ince prizma sınırı δ ≈ (n−1)·A. Canlı SI ölçümleri ve rehberli öğreticiyle ücretsiz, tarayıcı tabanlı sanal fizik laboratuvarı.
İnce prizma
İnce bir prizma (küçük tepe açısı) ışığı yalnızca hafifçe saptırır — ince-prizma limiti δ ≈ (n−1)·A.
Çok küçük bir tepe açısı A için, sapma δ ≈ (n − 1)A'ya yaklaşır — gözlük kama reçetelerinde ve ince ayarlarda kullanılan ince prizma yaklaşımı. Büyük sapmalar daha kalın prizmalar veya daha yüksek indeks gerektirir.
- δ ≈ (n−1)A
- Küçük tepe açısı
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
Küçük bir tepe açısına sahip bir prizma ("ince prizma") ışığı yalnızca hafifçe saptırır. Geniş tepe prizmasının daha dramatik minimum sapma eğrisinin aksine, sapma bir dizi geliş açısı boyunca kabaca sabit mi kalıyor?
Tartılacak tahminler
- Sapma, tıpkı geniş apeksli bir prizma gibi, geliş açısına göre hala önemli ölçüde değişmektedir.
- Evet — ince bir prizma için sapma yaklaşık δ ≈ (n−1)A'dır ve normale yakın tipik bir geliş açısı aralığında neredeyse sabit kalır.
- İnce bir prizma esasen sıfır sapma üretir.
Değişken roller
Neyi ayarladınız:
- Geliş açısı θ₁ (°)
Ölçtüğünüz şey:
- Toplam sapma δ (°)
Araştırma nasıl yürütülüyor?
- small-apex-prism ön ayarını açın ve Sıfırla'ya basın. Bu ince prizmanın tepe açısı A = 30 °, indeks n = 1.5'dir.
- Toplam sapma okumasını etkinleştirin.
- Her deneme için geliş açısını ayarlayın ve toplam sapmayı kaydedin.
Yönetim denklemi
İnce Prizma Yaklaşımı — δ = θ₁ + θ₄ − A
Küçük bir tepe açısı A olan bir prizma için tam sapma formülü, geliş açısından neredeyse bağımsız olarak δ ≈ (n−1)A'ya basitleştirilir - tam Snell yasası prizma hesaplamasının küçük açı sınırı.
Yazdırılabilir çalışma sayfasının öğrencilerden neyi çözmelerini istediği
- Bir deneme için, A = kullanarak θ₂ = asin(sin θ₁/n), θ₃ = A − θ₂, θ₄ = asin(n·sin θ₃), sonra δ = θ₁ + θ₄ − A hesaplayın. 30 °, n = 1.5 Tabloyla karşılaştırın. Ayrıca thin-prism yaklaşıklığını hesaplayın δ ≈ (n− 1 )A = 15 ° ve tam değerlerinizin ne kadar yakın olduğunu görün.
- Daha küçük bir tepe açısının, toplam sapmanın tam geliş açısına karşı neden daha az hassas olduğunu açıklayın — δ ≈ (n−1)A ince prizma yaklaşımı, açı bağımlılığını tamamen ortadan kaldırır; A küçük olduğunda geçerlidir.
Bunun laboratuvarın ötesinde ortaya çıktığı yer
- Bazı düzeltici gözlüklerde ve telemetrelerde ince prizmalar ("optik takozlar") kullanılır çünkü neredeyse sabit sapmaları onları öngörülebilir ve tasarımlarını kolay hale getirir. Geniş tepe prizmasının keskin açıya bağlı sapmasının basit bir düzeltici kama için neden kötü bir seçim olacağını açıklayın.
- Buradaki sapma aralığınızı beyaz ışık prizması deneyinin çok daha geniş salınımlarıyla karşılaştırın. Daha büyük bir tepe açısının neden sapmanın açıya bağımlılığını arttırdığını, küçük bir tepe açısının ise bunu neredeyse ortadan kaldırdığını açıklayın.
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- Hoş geldiniz: küçük tepe açılı prizma
- Seçin: prizma
- Oynat'a basın
- Küçük sapma açısı
- Denetleyiciyi açın
- Başardınız!
Sahneyi oluşturmak için etkileşimli simülasyonu açın, Oynat'a basın ve canlı ölçümler ile rehberli bir eğitim eşliğinde keşfedin.