プリズム

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    資料紹介

    1. 目的
     物質の屈折率は光の波長によって異なり、このためプリズムを通った光はいろいろな波長に分かれる。この現象を光の分散(dispersion)という。ここでは、分光計を用いてプリズムの頂角と最小のふれの角を測定することにより、プリズムを作っているガラスの屈折率をカドミウムランプから出る光に対して求め、分散の現象について理解を深める。
    2. 理論
     第1図のように、プリズムABCの一面から光を入射させると、他面から光が方向を変えて出ていく。入射光線LMと出射光線M’Tとなす角δをふれの角(偏角)という。いま、プリズムABCを通る単色光の経路をLMM’Tとし、これが面ABおよびACの法線となす角をそれぞれ 、 および 、 とすると、第1図よりふれ角δは
    一方、プリズムの頂角をαとすれば、
    ……………?
    ∴   ……………?
    また、プリズムを作っているガラスの屈折率をnとすれば、
    スネルの法則より
    …………?
    したがって、
    ……………? と表される。
    このδが最小のふれ角となる条件は
    ……………? を満たすときである。
    このときの角 を とすると、  ∴  ……………? となる。
    ゆえに、  ……………?
    したがって、ふれ角δが最小のとき、  が成り立ち、
    さらに   ……………? が成り立つ。すなわち、光線がプリズムに対して対称的に通過する場合に、ふれ角δが最小になる。

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    物理学実験   プリズム分光計
    目的
    物質の屈折率は光の波長によって異なり、このためプリズムを通った光はいろいろな波長に分かれる。この現象を光の分散(dispersion)という。ここでは、分光計を用いてプリズムの頂角と最小のふれの角を測定することにより、プリズムを作っているガラスの屈折率をカドミウムランプから出る光に対して求め、分散の現象について理解を深める。
    2. 理論
    第1図のように、プリズムABCの一面から光を入射させると、他面から光が方向を変えて出ていく。入射光線LMと出射光線M’Tとなす角δをふれの角(偏角)という。いま、プリズムABCを通る単色光の経路をLMM’Tとし、これが面ABおよびACの法線となす角をそれぞれ 、 および 、 とすると、第1図よりふれ角δは
    一方、プリズムの頂角をαとすれば、
    ……………①
    ∴   ……………② また、プリズムを作っているガラスの屈折率をnとすれば、
    スネルの法則より
    …………③
    したがって、
    ……………④ と表される。
    このδが最小のふれ角となる条件は
    ……………⑤ を満たすときである。 このときの角 を とすると、  ∴  ………..

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