Водяна призма: м'якша дисперсія, ніж скло

1 · Прогноз

Вода має нижчий показник заломлення (n ≈ 1.33), ніж скло. Чи відхиляє наповнена водою призма світло менше, ніж еквівалентна скляна призма?

• Так — нижчий показник води означає менше заломлення на кожній грані, тож менше повне відхилення, ніж у скляної призми з тим самим преломним кутом.
• Водяна призма відхиляє світло більше, ніж скло.
• Відхилення те саме незалежно від показника середовища.

2 · Установка

1. Відкрийте пресет water-prism та натисніть «Скинути». Ця заповнена водою призма має преломний кут A = 60°, показник n = 1.33.
2. Увімкніть показ повного відхилення.
3. Задайте кут падіння для кожного заміру та запишіть повне відхилення.

3 · Збір даних

Побудуйте відхилення δ (вісь y) проти кута падіння θ₁ (вісь x) для трьох замірів. Порівняйте масштаб з експериментом white-light-prism (коронне скло).

4 · Аналіз

1. Для одного заміру обчисліть θ₂ = asin(sin θ₁/n), θ₃ = A − θ₂, θ₄ = asin(n·sin θ₃), потім δ = θ₁ + θ₄ − A, з n = 1.33. Порівняйте з таблицею.
2. Порівняйте ваші значення відхилення з експериментом white-light-prism (той самий преломний кут, вищий показник). Поясніть, чому нижчий показник води дає менше відхилення на кожному відповідному куті падіння.

5 · Поглиблення

1. Веселка — це по суті мільйони крихітних сферичних «призм»-крапель води, що заломлюють та внутрішньо відбивають сонячне світло. Поясніть, чому відносно скромна дисперсія води (порівняно зі склом) досі дає видимий, хоч трохи менш яскравий спектр у веселці.
2. У цьому експерименті flint-prism (n≈1.66), white-light-prism/коронне скло (n=1.5) та water-prism (n=1.33) утворюють чіткий тренд: густіші оптичні середовища сильніше диспергують та відхиляють світло. Поясніть, чому цей тренд слідує тій самій фізиці, що й тренд критичного кута в експерименті tir.

Фізика цього експерименту

← Назад до експерименту