ГДЗ по физике, 11 класс, Мякишев, номер 8.3: Электромагнитные волны

План решения:

В данной лабораторной работе мы сравниваем два случая преломления света в призме. В предыдущем опыте (обычно это угол при вершине 60^° или другая конфигурация, где свет проходит через основание или грани под другим углом) спектр был стандартным. Теперь нам нужно рассмотреть полосу через грани, образующие угол 60^°. Это означает, что луч входит и выходит через две боковые грани треугольной призмы с углом при вершине A=60^°. Нам необходимо проанализировать, как изменится дисперсия и положение спектра по сравнению с предыдущим наблюдением.

Вычисление и анализ:

При прохождении света через призму с углом при вершине A=60^° происходит двойное преломление: на входе и на выходе из призмы. Угол отклонения луча β зависит от показателя преломления материала n, угла падения i и угла при вершине A. Формула для минимального отклонения имеет вид: sin(A+δ_min/2)=nsin(A/2) Так как показатель преломления n различен для разных цветов (фиолетовый свет преломляется сильнее, чем красный), то и угол отклонения для каждого цвета будет своим. Фиолетовые лучи отклоняются на больший угол, чем красные. Сравним с «предыдущим случаем». Если в предыдущем опыте рассматривалась та же призма, но, например, через основание (что маловероятно для получения чистого спектра без отражений) или использовалась другая геометрия входа/выхода, то ключевое отличие здесь — это величина углового разброса . При угле 60^° дисперсионный угол (разность углов отклонения для фиолетовых и красных лучей) максимален для данной призмы при условии прохождения луча симметрично относительно биссектрисы угла. Спектр становится более растянутым и ярким по сравнению со случаями, когда угол преломления меньше или путь луча короче.

Проверка и выводы:

Наблюдаемые отличия спектра при рассмотрении через грани с углом 60^° заключаются в следующем: 1. Растяжение спектра: Цветовая полоса становится шире, так как угол между крайними цветами (красным и фиолетовым) увеличивается за счет двойного преломления в призме с большим углом при вершине. 2. Интенсивность: Спектр может стать менее ярким по сравнению с прямым прохождением через пластину, так как часть света теряется на отражениях и поглощении внутри стекла, но он остается достаточно четким. 3. Порядок цветов: Порядок не меняется (от красного к фиолетовому), но направление смещения лучей становится более выраженным. Лучи отклоняются к основанию призмы. 4. Чистота линий: Если источник света непрерывный, спектр выглядит сплошным. Если источник линейчатый (например, ртутная лампа), линии будут лучше разделены пространственно, что облегчает их измерение.