第1スリット幅: 固定 | ガラス材質: 任意
プリズムの基準屈折率の調整 (n)
基準屈折率:
1.30
← 屈折が小さい (空気/真空: 約1.00, 水: 約1.33)
屈折が大きい (フリントガラス: 約1.62) →
光の分散(広がり)の調整 (Δn)
0.300
← 分散が小さい (虹が狭い)
分散が大きい (虹が広い) →
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この実験の学習ポイント
- 1. 光の分散 (Dispersion) 白色光は、あらゆる色の光(様々な波長)が混合したものです。ガラスの中では、波長が短い光(紫)ほど屈折率が大きくなり急角度で曲がります。逆に、波長が長い光(赤)ほど屈折率が小さいため、扇状に色が分離(分散)します。
- 2. スクリーン上のスペクトル プリズムを通過した光は、空気との境界を抜ける際に再度屈折し、さらに色が広がります。それが右側のスクリーンに投影されることで、美しい連続した虹色の帯(スペクトル)となって現れます。
- 3. 屈折率と曲がり幅 屈折率の数値を高くするほど、光は下方に大きく折れ曲がり、また赤から紫への広がり幅(分散の幅)もガラスの特性によって変化することをシミュレータから直接体験できます。
実験の進め方
- 下の「プリズムの屈折率」スライダーを左右にドラッグして、物質の屈折率を直接変化させてみましょう。
- 「分散(広がり)の調整」スライダーを動かすことで、プリズム内での虹色の分解度合いを手動で自由に変更できます。
- ガラス素材(クラウン、フリント、水)を切り替えることで、分散の強さ(虹の幅)の違いも比較可能です。