Quang học

Góc lệch cực tiểu

Khi tia sáng đi qua đối xứng, góc lệch là nhỏ nhất — đây là cách kinh điển để đo chiết suất của thủy tinh.

Góc lệch cực tiểu — mô phỏng Quang học tương tác. Khi tia sáng đi qua đối xứng, góc lệch là nhỏ nhất — đây là cách kinh điển để đo chiết suất của thủy tinh. Phòng thí nghiệm vật lý ảo miễn phí trên trình duyệt với phép đo SI trực tiếp và hướng dẫn từng bước.

Góc lệch cực tiểu

Ở đường đi đối xứng, độ lệch nhỏ nhất — cách kinh điển để đo chiết suất thủy tinh.

Khi đường đi tia qua lăng kính đối xứng, độ lệch được giảm thiểu và hình học được đơn giản hóa để đo chiết suất. Máy quang phổ thường điều chỉnh đến góc này để xác định n(λ) chính xác.

• Đường đi đối xứng
• Đo chỉ số n

Tóm tắt điều tra

Lập kế hoạch câu hỏi trước khi bạn mở phòng thí nghiệm

Bản tóm tắt phản ánh trang được kết xuất trước: câu hỏi dẫn dắt, các dự đoán cạnh tranh, vai trò của biến, các định luật chi phối, phần thiết lập và các gợi ý phân tích, mở rộng vẫn hiển thị theo thứ tự này.

Câu hỏi lái xe

Một tia xuyên qua lăng kính đạt được góc lệch nhỏ nhất có thể có ở một góc tới đặc biệt - đường đi đối xứng, trong đó tia bên trong lăng kính truyền song song với đáy của nó. Lăng kính có đỉnh rộng hơn có độ lệch tối thiểu lớn hơn không?

Dự đoán cân nặng

• Có - góc đỉnh lớn hơn sẽ uốn cong tia tổng thể hơn, tạo ra độ lệch tối thiểu lớn hơn.
• Góc đỉnh lớn hơn cho độ lệch tối thiểu nhỏ hơn.
• Độ lệch tối thiểu không phụ thuộc vào góc đỉnh.

Vai trò thay đổi

Những gì bạn đặt:

• Góc đỉnh A (°)

Những gì bạn đo lường:

• Độ lệch tối thiểu δ_min (°)

Cuộc điều tra diễn ra như thế nào

1. Mở cài đặt trước min-deviation và nhấn Reset. Lăng kính 60 °/n=1.5 này được đặt ở góc tới đường truyền đối xứng, giúp giảm thiểu độ lệch.
2. Kích hoạt tính năng đọc độ lệch.
3. Đặt góc đỉnh cho mỗi lần thử (chỉ số n = 1.5 cố định), sau đó xoay lăng kính — kéo con trượt góc tới — cho đến khi giá trị đọc độ lệch ngừng giảm và bắt đầu tăng trở lại. Ghi lại giá trị nhỏ nhất đó: đây chính là độ lệch tối thiểu ứng với góc đỉnh đó.

phương trình điều khiển

Công thức độ lệch tối thiểu — n = sin((A+δmin)/2) / sin(A/2)

Ở góc tới cho đường đi đối xứng (tia song song với đáy bên trong lăng kính), độ lệch đạt cực tiểu: δ_min = 2·asin(n·sin(A/2)) − A. Góc đặc biệt này được sử dụng trong thực nghiệm để đo chính xác chiết suất của lăng kính.

Bảng tính có thể in được yêu cầu học sinh làm gì

• Đối với một lần thử, hãy tính δ_min = 2 ·asin(n·sin(A/2)) − A bằng cách sử dụng n = 1.5 . So sánh với bảng.
• Giải thích tại sao đường truyền đối xứng (tia truyền song song với đáy lăng kính bên trong thủy tinh) cho độ lệch nhỏ nhất có thể có đối với một góc đỉnh và chỉ số cho trước - bất kỳ góc tới nào khác đều tạo ra độ lệch NHIỀU HƠN chứ không ít hơn.

Nơi điều này xuất hiện bên ngoài phòng thí nghiệm

• Công thức độ lệch tối thiểu có thể được đảo ngược để ĐO chiết suất của thủy tinh từ góc đỉnh và độ lệch tối thiểu đo được: n = sin((A+δ_min)/2)/sin(A/2). Đây là kỹ thuật quang phổ lăng kính cổ điển. Tại sao việc tìm mức tối thiểu bằng thực nghiệm (bằng cách quay lăng kính từ từ và quan sát xem nơi nào độ lệch ngừng giảm) lại đáng tin cậy hơn việc đo ở một góc tới tùy ý?
• Lăng kính góc đỉnh lớn hơn sẽ trải ánh sáng trắng thành phổ rộng hơn. Giải thích bằng cách sử dụng mối quan hệ δ_min-vs-A của bạn, tại sao các nhà thiết kế máy quang phổ có thể chọn góc đỉnh lớn hơn khi họ cần độ phân giải bước sóng tốt hơn.

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

1. Chào mừng đến góc lệch cực tiểu
2. Chọn lăng kính
3. Nhấn Phát
4. Đường đi đối xứng
5. Mở Trình kiểm tra
6. Hoàn thành!

Mở mô phỏng tương tác để xây dựng hoạt cảnh, nhấn Chạy và khám phá với các phép đo trực tiếp và bài hướng dẫn.

Mở phòng thí nghiệm tương tác →

Tải tài liệu thí nghiệm →

Định Luật Khúc Xạ Snell