Prisma
O prisma óptico:
O índice do meio que constitui o prima tem um índice n > 1.
O prisma de ângulo de vértice A é
colocado num meio de índice 1.
Um raio incidente emerge depois de duas refracções que fazem um ângulo D com a sua direcção inicial.
Estabeleça as relações:
sen i1 = n sen r1
sen i2 = n sen r2
r1 + r2 = A
D = i1 + i2 – A
Pelo facto de existir um raio emergente, é preciso que r2 seja inferior ao ângulo limite
λ tal que senλ = 1/n, caso contrário, ocorre reflexão
total na segunda face do prisma. Ao escrever as quatro equações diferenciais do prisma, mostre que
o desvio apresenta um mínimo Dm quando
i2 = i1.
Deduza a expressão de n em função de A e de Dm.
A variação do índice com o comprimento de onda λ
pode ser representado pela fórmula de Cauchy n = a + b/λ².
Diferenciando as relações do prisma, mostre que o raio vermelho sofre menor desvio que o roxo.
O applet:
A lista de opções permite optar por visualizar o desenho dos raios com uma fonte monocromática, a dispersão do prisma (luz branca)
ou a curva de variação de desvio em função do ângulo de incidência.
O ângulo A é igual a 60°.
Uma zona de texto permite modificr o valor do índice n.
Para alterar o ângulo de incidência sobre o prisma,
arraste o ponto com o rato, situado na origem do raio incidente ao longo do limite vertical esquerdo.
No modo de "dispersão", os valores de índice em função do comprimento de onda utilizados são: n = 1,612 (0,768 µm) ;
1,623 (0,589 µm) ; 1,629 (0,540 µm) ; 1,635 (0,486 µm) ; 1,646 (0,434 µm)
Goniómetro
utilizado para o estudo do prisma.
Na direita encontra-se uma fenda fonte colocada na entrada da lente que permite
iluminar o prisma em luz paralela.
À esquerda, encontra-se uma ocular de observação. A ocular é regulada no plano focal da objectiva de entrada.
Sob a ocular de observação encontra-se um ponto de vista sobre um círculo graduado, que permite medir a posição da ocular de observação.
Um nónio permite efectuar obervações e visadas com uma precisão de alguns minutos de ângulo.
O prisma é colocado numa plataforma central.
Os parafusos de ajuste permitem parar o prisma paralelamente ao eixo de rotação.
Simulation Numérique de Jean-Jacques ROUSSEAU
Faculté des Sciences exactes et naturelles
Université du Maine - Le Mans
Traduzido e adaptado para a Casa das Ciências
por Manuel Silva Pinto e Alexandra Coelho em Maio de 2011
