MathCalcLab

Prisma dispersiooni kalkulaator

Arvuta valguse dispersiooni prisma läbi koos lainepikkuse analüüsiga

Prisma dispersiooni visualiseerimine

Keri suumimiseks • Lohista nihutamiseks • Suum: 100%

Valge valgus hajutub värviliseks spektriks, kui see läbib prisma. Erinevad värvid murduvad erinevate nurkadega. Vahepealsete värvide murdumisnäitajad interpoleeritakse punase ja violetse murdumisnäitajatest.

Prisma tipus asuv nurk (tavaliselt 60°)

Punase valguse jaoks (≈650nm)

Violetse valguse jaoks (≈400nm)

Dispersioon: Erinevad värvid murduvad erinevate nurkadega nende murdumisnäitajate erinevuste tõttu.

Tulemused

Sisesta väärtused ja klõpsa Arvuta, et näha tulemust.

Teooria ja valem

Dispersioon on nähtus, kus valge valgus eraldub oma komponentvärvide spektriks, kui see läbib prisma.

Miks dispersioon toimub:

  • Lainepikkuse sõltuvus: Murdumisnäitaja varieerub lainepikkuse järgi
  • Violetne valgus: Lühem lainepikkus (≈400nm), suurem n, murdub rohkem
  • Punane valgus: Pikem lainepikkus (≈650nm), väiksem n, murdub vähem
  • Spektri värvid: Punane, oranž, kollane, roheline, sinine, indigo, violetne

Kõrvalekalle prismas:

  • \(\delta = i_1 + e_2 - A\) (kus e₂ on väljumisnurk)
  • Minimaalne kõrvalekalle tekib, kui kiir läbib prismat sümmeetriliselt
  • Minimaalse kõrvalekalde korral: i₁ = e₂ ja r₁ = r₂ = A/2: \(i_1 = e_2\), \(r_1 = r_2 = A/2\)
  • \(\delta_{\text{min}} = 2i_1 - A\); \(n = \frac{\sin[(A + \delta_{\text{min}})/2]}{\sin(A/2)}\)

Nurkdispersioon:

  • \(\Delta\delta = |\delta_V - \delta_R|\)
  • Nurkdispersioon sõltub kahe lainepikkuse murdumisnäitajate erinevusest.
  • Flintklaasil on suurem dispersioon kui kroonklaasil
  • Kasutatakse spektroskoopias valguse koostise analüüsimiseks

Rakendused:

  • Vikerkaared (veetilgad)
  • Spektroskoopia ja spektri analüüs
  • Optilised instrumendid (spektromeetrid)
  • Aatomite emissioon/absorptsioon
\(\delta = i_1 + e_2 - A\)

Lahendatud näited

Kroonklaasist prisma

Kui A = 60°, langemisnurk = 45°, n_punane = 1,513 ja n_violetne = 1,532, on nurkdispersioon ligikaudu 1,83°.

Flintklaasist prisma

Suurem dispersioon, n_violetne - n_punane ≈ 0.03, loob laiema spektri

Vikerkaare teke

Veetilgad toimivad prismadena, hajutades päikesevalgust

Prisma dispersiooni kalkulaator | MathCalcLab | MathCalcLab