هدف آزمايش
تعيين زاويه راس منشور
تئوري آزمايش
منشور محيط شفافي است که توسط دو سطح تخت متقاطع از محيط اطراف جدا شده باشد. زاويه بين دو سطح متقاطع را زاويه راس و سطح مقابل آن را قاعده منشور گويند. هر يک از دو سطح متقاطع را وجه منشور نامند. هرگاه نور تکرنگي از يک وجه منشور با زاويه معين نسبت به خط عمود بر آن وجه بتابانيم، اين نور پس از دو بار شکست متوالي در دو سطح جدايي محيطها (وجهاي منشور) با زاويه‌اي متفاوت از منشور خارج مي‌شود. زاويه بين پرتو تابش و پرتو خروجي را زاويه انحراف گويند.
زاويه انحراف ، بستگي به زاويه بين دو وجهي که نور از آنها وارد و خارج مي‌شود دارد. انتخاب نور تکرنگ بدين دليل مي‌باشد که منشور نور سفيد را علاوه بر انحراف به هفت رنگ تجزيه مي‌کنند. چون طول موجهاي متفاوت در يک محيط معين با زواياي متفاوتي شکسته و در منشور نيز خروجي شامل هفت رنگ ، که نور سفيد شامل آنها است مي‌باشد. با توجه به قوانين اسنل - دکارت و ساختار منشور روابط زير در مورد منشورها حاکم هستند:
i: زاويه پرتو تابش
?i: زاويه پرتو خروجي
r: زاويه شکست پرتو تابشي
r?: زاويه شکست پرتو خروجي
A = ?r+r زاويه راس منشور
D = i+i?-A زاويه انحراف
زاويه انحراف بستگي به زاويه تابش داشته و اگر منشور را حول محوري که از محل تلاقي پرتو تابشي با وجه منشور مي‌گذرد، دوران دهيم، زاويه انحراف ابتدا کم مي‌شود و به مقدار مينيممي مي‌رسد و سپس با اين که دوران در همان جهت ادامه دارد، زاويه انحراف بيشتر مي‌شود.
در شرايط مينيمم انحراف ?i =i و در نتيجه?r = r ، در اين صورت زاويه مينيمم انحراف برابر است با:
Dm = 2i - A يا i= Dm + A/2 و در نهايت ضريب شکست منشور به صورت زير بر حسب زاويه مينيمم انحراف و زاويه راس منشور حاصل مي‌شود:
n = (Sin (Dm +A)/2)/Sin A/2
وسايل لازم
1. اسکپترومتر منشوري
2. کليماتور (موازي ساز)
3. شعله سديم يا لوله گسيلر حاوي گاز هليوم و يا لامپ جيوه
شرح آزمايش
تنظيم اسکپترومتر
عدسي چشمي دوربين را طوري تنظيم کنيد که تصوير خطوط متقاطع به نحوي ديده شود. دوربين را براي نور موازي ميزان کنيد (آنرا متوجه جسم دوري نماييد و تصوير آن را واضح ببينيد) در اين حالت نبايد بين خطوط متقاطع که از داخل چشمي ديده مي‌شود و تصويري که از داخل دوربين ديده مي‌شود، پارالکس وجود داشته باشد. منبع را نزديک شکاف کليماتور قرار داده و پس از قرار دادن دوربين در امتداد لوله کليماتور (موازي ساز) تصوير دقيق شکاف را در آن ببينيد و يقين حاصل کنيد که بين تصوير شکاف کليماتور و خطوط متقاطع چشمي پارالکسي وجود ندارد.
تراز کردن منشور
منشور را روي حامل خود طوري قرار دهيد که يکي از رئوس آن به محور حامل نزديک باشد. آنگاه آن را بچرخانيد تا يکي از وجوه آن بر خط رابط دو پيچ تنظيم دستگاه عمود باشد. حامل را چرخانده تا نور منعکس شده از هر دو وجه ديده شود. با تنظيم پيچهاي تراز کاري کنيد که تصوير شکاف در وسط ميدان ديد قرار گيرد (با تکرار).
اندازه گيري زاويه راس منشور
شکاف را تا آنجا که عملي است باريک کرده و تصوير آن را در اوضاع T1 دوربين با دقت بر تار رتيکول چشمي قرار دهيد. پس از حصول اين وضع زواياي1 ? و ?2 را روي ورينه‌اي که به دوربين متصل است بخوانيد و ثبت نماييد.
2A = ?1 - ?2
با استفاده از اين رابطه زاويه رأس منشور بدست مي‌آيد.
نتايج آزمايش
1. زاويه راس منشور مستقل از مسير پرتوي تابسي است.
2. زاويه راس منشور به نوع ماده (ضريب شکست) ماده وابسته نيست.
3. تغييرات ضريب شکست منشور سبب تغييرات زاويه منيمم انحرافش مي‌شود نه زاويه راسش.
4. براي ساير اندازه گيريهاي اپتيکي زاويه راس منشور را ثابت و معين در نظر مي‌گيرند.
منبع: دانشنامه ي رشد/خ