9.3. Folytonos színkép vetítése
a) Folytonos színkép vetítése egyszerű prizmával
A kísérlet célja
A diszperzió jelenségének és a fehér fényt alkotó különböző színek bemutatása.
Szükséges anyagok, eszközök
- Lámpa (12 V, 100 W, transzformátorra kötve)
- Optikai sín (1 m-es)
- Kondenzor
- Állítható rés
- Diafragma (lyukblende, lyuk alakú rés)
- Gyűjtőlencse (f = 20 cm)
- 60 fokos törőszögű prizma
- Prizmatartó (kerek) asztalka nyéllel
- Ernyő
Leírás
Közvetlenül a lámpaház után helyezzük el a kondenzort, de ne szorítsuk rá a nyílásra, mert ekkor az izzószál nem tud hűlni. Ezután a kb. 1 mm széles rést tegyük kb. 20 cm-re a kondenzortól. Figyeljünk arra, hogy az egyes optikai elemek tengelye közös legyen. Az izzó előre-hátra mozgatásával koncentráljuk a fényt a résre. Helyezzük az ernyőt 3-4 m távolságra a lámpaháztól, majd helyezzük el a vetítőlencsét úgy, hogy az ernyőn megkapjuk a rés éles képét és a résből jövő fénynyaláb teljes egészében áthaladjon a vetítőlencsén. A vetítőlencse után (közel) helyezzük el a rendszer optikai tengelyébe a prizmát a prizmatartó asztalkára. A prizma behelyezésével a nyaláb a prizma matt oldala felé térül el. Keressük meg az ernyővel a nyaláb képét. A legjobb képet minimális deviációnál (lásd. 8.2/e kísérlet) kapjuk. A minimális deviáció megkereséséhez forgassuk a prizmát lassan mindkét irányba, majd keressük meg a prizma azon helyzetét, amikor a színkép a legközelebb van az optikai tengely irányához. A lencse tengely menti mozgatásával (néhány cm) élesítsük a rés képét az ernyőn. A lencse színhibáinak kiküszöbölésére forgassuk el az ernyőt úgy, hogy a színkép végig éles legyen. Az ernyő elforgatásával a színkép megnyúlik, ezáltal jobban láthatóvá válik a sárga szín.
Az ernyő közelebb is tehető, ekkor csak a V vetítőlencse helyzetét kell módosítani. A színkép így rövidebb, de fényesebb lesz.
Feladatok
- Állítsuk össze a diszperzió bemutatására alkalmas kísérletet!
- Annak bemutatására, hogy miért rést használunk, tegyünk a rés helyébe diafragmát és figyeltessük meg, hogyan változik a színkép.
- Figyeljük meg, hogyan változik a színkép, ha változtatjuk a kondenzor és az izzó távolságát (az izzó helyzetének eltolásával)!
- Figyeljük meg, mi történik, ha változtatjuk a rés nagyságát! Állítsuk be a „legszebb” színképet!
Kísérlethez kapcsolódó kérdések
- Mi a diszperzió jelensége?
- Magyarázzuk meg, miért jön létre diszperzió!
- Mikor kapunk vonalas és mikor folytonos színképet?
b) Folytonos színkép vetítés egyeneslátású prizmával
A kísérlet célja
A diszperzió jelenségének és a fehér fényt alkotó különböző színek bemutatása.
Szükséges anyagok, eszközök
- Lámpa (12 V, 100 W, transzformátorra kötve)
- Optikai sín (1 m-es)
- Kettős kondenzor (f=5 cm)
- Állítható rés
- Gyűjtőlencse (f=20 cm)
- Egyeneslátású prizma fekete védőcsőben, lemezfoglalatban
- Ernyő
Leírás
Közvetlenül a lámpaház után helyezzük el a kondenzort (kis helyet hagyva a nyílásnál, hogy az izzó hűlését ne akadályozzuk), majd a kb. 1 mm széles rést tegyük kb. 20 cm-re a kondenzortól. Figyeljünk arra, hogy az egyes optikai elemek tengelye közös legyen, különben fényszegény lesz a spektrum. Az izzó előre-hátra mozgatásával koncentráljuk a fényt a résre. Helyezzük az ernyőt 1,5-2 m távolságra a lámpaháztól, majd helyezzük el a vetítőlencsét úgy, hogy az ernyőn megkapjuk a rés éles képét, és a résből jövő fénynyaláb teljes egészében áthaladjon a vetítőlencsén. A vetítőlencse után tegyük az optikai sínre egy lovasba rögzítve az egyeneslátású prizmát. A lencse színhibáinak kiküszöbölésére (a lencse fókusztávolsága ibolya fényre rövidebb, mint pirosra) forgassuk el az ernyőt úgy, hogy a színkép végig éles legyen. Az ernyő elforgatásával a színkép megnyúlik, ezáltal jobban láthatóvá válik a sárga szín. A színkép további élesítését a V vetítőlencse tengelymenti előre-hátra mozgatásával (néhány cm) érhetjük el.
Tweet