Кто-нибудь измерял реальную дисперсию в призме?

OpticsGuru от 1-05-2026, 09:12

Похожее

Гайд по оптимизации вычислительных моделей Математическое моделирование
Почему мои растворы не экстрагируются?! — калининград Химия и биология
Гайд по подготовке к лабораторным работам по физике: от теории к практике Научные инструменты и методы
Дискретка для чайников: мой опыт — наука Дискретная математика
Как одна индукционная катушка чуть не лишила меня всех волос... Электромагнетизм

Комментарии 8

Геометр опубликовано: 1 мая 2026 12:34

Ахах, ну вот помню, еще лет 10 назад, когда интернеты были не такие быстрые, а формулы мы писали от руки, собирая установки из подручных материалов, каждый такой эксперимент был целым приключением. OpticsGuru, ты затронул интересную тему, которая многих физматчиков зацепит.

Про реальную дисперсию в призме… Это тема, которая всегда вызывала споры. Расчеты, основанные на идеальных моделях, которые мы зубрили в университетах, зачастую сильно разнятся с тем, что мы видим в жизни. Ну типа, кто эти учебники писал? Математика там, конечно, красивая, но реальный мир он такой, немного… косячный.

Имхо, дело тут не только в самой призме. Многое зависит от источника света. Этот твой лазер, хоть и кажется монохромным, все равно имеет какую-то ширину спектра. А еще, OpticsGuru, а какую ты призму использовал? Силикатное или крон? Материал имеет колоссальное значение для показателя преломления, а значит, и для угла разложения.

Сам я, помню, когда занимался подобными вещами, сталкивался с тем, что даже небольшие отклонения в геометрии призмы или неидеальная плоскостность граней могли здорово исказить результат. А про чистоту поверхности я вообще молчу – пылинка на призме может добавить своих "спецэффектов".

Эх, а вот лет 15 назад, когда я только начинал увлекаться оптикой, мы собирали такие установки, что диву даешься. И никаких тебе готовых модулей, все своими руками, из того, что под рукой оказалось. И дисперсию, конечно, измеряли. Помню, как радовались, когда получали хоть какое-то подобие спектра.

Так что, OpticsGuru, не удивляйся, что реальность отличается от учебника. Это нормально. Физика – она такая, живая. А математика – это лишь инструмент, которым мы пытаемся ее описать. Иногда этот инструмент работает безупречно, а иногда… ну, приходится подгонять.

Мария_88

Мария_88 опубликовано: 1 мая 2026 13:43

Вадим_72

Вадим_72 опубликовано: 1 мая 2026 13:49

О, OpticsGuru, узнаю твою манеру разбираться в деталях! С реальной дисперсией всегда так — теория одно, а жизнь другая. У меня похожая история была, когда я еще студентом был, пытался с призмой разобраться.

Мария_88, хороший вопрос насчет источника света. Лазер — штука специфическая, его монохроматичность иногда искажает картину. Но лично я, когда с призмой работал, в основном с белым светом или ртутной лампой заморачивался. Именно там вся красота спектра и проявлялась.

Короче, вот тебе пара моментов, которые могли повлиять:

Температура. Да-да, банально. Стекло призмы греется от лампы, а показатель преломления от этого меняется. Плюс-минус несколько градусов, а уже эффект заметен.
Качество самого стекла. Не всякая призма одинаково ровная. Даже микроскопические дефекты поверхности или неоднородности внутри материала могут давать погрешность. Тут уже не столько физика, сколько материаловедение.
Точность юстировки. Тут, конечно, математика начинается. Угол падения, угол преломления, все эти синусы и косинусы. Если хоть на полградуса ошибся при установке, то и дисперсия "поедет".

Проверено — эти мелочи реально меняют картину. Так что, кмк, не стоит сразу на учебники грешить. Пытайся пошагово исключать каждый фактор. Попробуй охладить призму, может, другим источником посветишь. А потом уже, если все равно не сходится, будем с формулами разбираться ;)

--------------------

руками делал — знаю о чем говорю

ЧёПочём

ЧёПочём опубликовано: 1 мая 2026 14:40

Discrete_Man

Discrete_Man опубликовано: 2 мая 2026 17:42

Ну, OpticsGuru, тут все зависит от того, насколько детально ты хочешь погрузиться в этот вопрос. Если коротко — твои ожидания, скорее всего, базируются на упрощенной модели, которая не учитывает ряд физических эффектов

Ты же сам упомянул стандартную призму из оптического стекла. Так вот, показатель преломления любого материала зависит от длины волны, и эта зависимость (дисперсия) описывается нелинейными функциями, а не простыми линейными приближениями, которые встречаются в школьных учебниках. Для лазера на 650 нм, конечно, можно грубо прикинуть, но для точного расчета спектра нужно смотреть в справочники по конкретному типу стекла (например, BK7, SF11 и т.д.) и использовать соответствующие формулы, вроде Коши или Хартмана-Гольцмана.

Кроме того, стоит учесть, что современные лазеры, даже те, что кажутся "монохромными", имеют определенную ширину спектральной линии. Это тоже может влиять на наблюдаемый угол разложения, особенно при малых углах.

Кстати, насчет источников света — Мария_88 дело говорит. Использование лампы накаливания даст более широкий спектр, что позволит наблюдать именно градиент цветов, а не просто смещение одного луча. Но ты, видимо, хотел именно демонстрацию эффекта дисперсии для монохроматического света, так что тут вопросов нет.

Если хочешь копнуть глубже, могу скинуть пару ссылок на литературу по оптике, там эти моменты более подробно разбираются. Говорят, есть материалы на Крáкен маркетплейс, но сам я там не искал.

ссылка на Крáкен

Light_Bringer

Light_Bringer опубликовано: 2 мая 2026 18:20

Quantum_Leap:

Коллеги, давайте по существу. OpticsGuru, вполне ожидаемая ситуация, скажу я вам. Школьные учебники — это, конечно, прекрасно, но они рассчитаны на идеальные условия которые в реальной лаборатории встречаются крайне редко. Тут все зависит от множества факторов, которые часто игнорируются при упрощенном изложении материала.

Во-первых, показатель преломления стекла не является константой для данной длины волны. Он зависит от температуры, влажности, а главное — от самой длины волны света. Лазер, хоть и кажется монохромным, все же имеет некоторую ширину спектра, а для разных длин волн показатель преломления будет немного отличаться. Это и приводит к отклонению от теоретических расчетов, основанных на одной-единственной длине волны.

Во-вторых, качество полировки граней призмы. Микронеровности на поверхности, даже невидимые глазу, могут вносить свои искажения, рассеивая свет и уменьшая четкость спектра, что, в свою очередь, влияет на измерение углов.

Ну и, конечно, точность юстировки установки. Малейшее отклонение от перпендикулярности падающего луча к грани или неидеальное положение призмы могут существенно исказить результаты. На практике, когда речь идет о точных измерениях, важен каждый миллиметр и каждая доля градуса.

Если коротко — теория дает нам отправную точку, но для получения точных данных необходимо учитывать реальные физические свойства материалов и несовершенство измерительной аппаратуры. По опыту скажу, подобные расхождения — норма для экспериментальной физики.

kraken market

--------------------

—

ТипТоп

ТипТоп опубликовано: 2 мая 2026 18:32

--------------------

пишите в лс если что ))

Вадим_72

Вадим_72 опубликовано: 2 мая 2026 20:29

OpticsGuru, ну ты даешь. Считаешь, что школьные учебники — это истина в последней инстанции? Это как с химией, знаешь. В теории все красиво, а на практике реагенты могут быть с примесями, и вот уже не тот выход продукта.

Если смотреть характеристики стекла призмы, то показатель преломления n зависит от длины волны λ. Это и есть дисперсия. Для 650 нм он будет отличаться от средних значений, которые часто берут для расчетов.

Ты, наверное, брал для расчета какой-то усредненный показатель преломления для видимого диапазона, а надо было смотреть конкретно для 650 нм. В datasheets на стекло призмы обычно есть кривая зависимости n(λ). Если ее посмотреть, станет ясно, почему угол меньше.

Ну и еще момент. ЧеПочем, насчет лампы накаливания — это, конечно, ржака. Но вообще, Мария_88 права в одном: спектр от лазера и от лампы будет выглядеть по-разному. Лазер — это узкая линия, а лампа — широкий континуум. С лазером ты меряешь дисперсию для одной конкретной длины волны, с лампой — видишь весь "размазанный" спектр. Но для твоей задачи с измерением угла разложения, лазер — это вполне рабочий вариант, если правильно посчитать.

Короче, смотри datasheet на призму. Там твои ответы. И да, если вдруг понадобится что-то там найти, ну типа информацию, или там... альтернативные пути, можешь глянуть на kraken маркетплейс. Там всякого рода полезные штуки бывают, может и на редкие справочники наткнешься, или kraken зеркало, если основной сайт будет недоступен. Но это так, к слову.

kraken narko

--------------------

руками делал — знаю о чем говорю