Kính đá lửa: Lăng kính có chỉ số cao hơn
1 · Dự đoán
Thủy tinh đá lửa dày đặc có chiết suất cao hơn (n ≈ 1,66) so với thủy tinh vương miện thông thường (n ≈ 1,5). Lăng kính có chiết suất cao hơn có làm lệch ánh sáng nhiều hay ít hơn lăng kính có chiết suất thấp hơn, ở cùng góc tới và đỉnh?
- Độ lệch ít hơn cho chỉ số cao hơn.
- NHIỀU HƠN — chiết suất cao hơn sẽ bẻ cong ánh sáng mạnh hơn ở mỗi mặt, tạo ra độ lệch tổng lớn hơn.
- Độ lệch không bị ảnh hưởng bởi chỉ số.
2 · Thiết lập
- Mở cài đặt trước flint-prism và nhấn Reset. Lăng kính thủy tinh flint này có góc đỉnh A = 60 °, chỉ số n = 1.66 .
- Kích hoạt tính năng đọc độ lệch tổng.
- Đặt góc tới cho mỗi phép thử và ghi lại tổng độ lệch.
3 · Thu thập dữ liệu
| Góc tới θ₁ (°) | Tổng độ lệch δ (°) |
|---|---|
| 42.00 | |
| 52.00 | |
| 62.00 |
So sánh thang đo tổng thể với các giá trị thủy tinh crown của thí nghiệm lăng kính ánh sáng trắng.
4 · Phân tích
- Đối với một lần thử, hãy tính θ₂ = asin(sin θ₁/n), θ₃ = A − θ₂, θ₄ = asin(n·sin θ₃), sau đó δ = θ₁ + θ₄ − A, sử dụng n = 1.66 . So sánh với bảng.
- So sánh các giá trị độ lệch của bạn ở đây với thử nghiệm lăng kính ánh sáng trắng (cùng góc đỉnh, chỉ số thấp hơn). Giải thích tại sao chỉ số cao hơn của thủy tinh đá lửa tạo ra độ lệch lớn hơn ở cùng một góc tới.
5 · Gia hạn
- Các nhà thiết kế ống kính máy ảnh kết hợp các thành phần kính vương miện và kính đá lửa (một 'bộ đôi tiêu sắc') để loại bỏ quang sai màu — vì hai loại kính phân tán màu sắc khác nhau. Giải thích tại sao chỉ sử dụng một loại kính, dù có hình dạng chính xác đến đâu, cũng không thể tự loại bỏ viền màu.
- Kính đá lửa trải rộng phạm vi màu rộng hơn kính vương miện cho cùng một góc đỉnh (độ phân tán nhiều hơn chứ không chỉ độ lệch nhiều hơn). Giải thích tại sao thủy tinh có chiết suất cao hơn như đá lửa có xu hướng phân tán ánh sáng mạnh hơn trong quang phổ khả kiến.
Vật lý đằng sau thí nghiệm này
Độ lệch tỷ lệ với chiết suất
Ở bất kỳ góc tới và góc đỉnh cố định nào, lăng kính có chiết suất cao hơn tạo ra độ lệch lớn hơn - cả hai khúc xạ định luật Snell (đi vào và đi ra) đều làm cong tia mạnh hơn để có n lớn hơn.
Quang học
- Thấu kính hội tụ: Ảnh thật ngoài 2f
- Tiêu điểm: Nơi hình ảnh thoát ra vô tận
- Một ống kính như một chiếc kính lúp
- Thấu kính phân kì: Luôn ảo, Luôn thu nhỏ
- Gương cầu lõm: Ảnh thật giống như thấu kính hội tụ
- Gương Cầu Lồi: Luôn là ảnh ảo thu nhỏ
- Gương phẳng: Một trường hợp đặc biệt, bất biến
- Độ sâu biểu kiến: Tại sao hồ bơi trông nông hơn thực tế
- Phản xạ nội toàn phần: Góc tới hạn
- Hệ chuyển tiếp hai thấu kính: Xâu chuỗi các ảnh lại với nhau
- Kính hiển vi phức hợp: Hai thấu kính cho độ phóng đại cao
- Máy phóng ảnh: Hai thấu kính cho ảnh THẬT, lớn hơn