光學
白光稜鏡
稜鏡對藍光的折射比紅光更強，白光因此散開成光譜（δ = θ₁ + θ₄ − A）。
白光稜鏡——互動式光學模擬。稜鏡對藍光的折射比紅光更強，白光因此散開成光譜（δ = θ₁ + θ₄ − A）。 免費的瀏覽器物理虛擬實驗室，提供即時 SI 測量與分步引導教學。
色散
棱鏡對藍光的折射比紅光更強，白光因此散開成光譜（δ = θ₁ + θ₄ − A）。
斯乃爾定律使用與波長相關的折射率 n(λ)，因此每種顏色會以稍微不同的角度折射。稜鏡頂角將白光分散成光譜，其中紫光偏折最多。角色散 δ 取決於稜鏡頂角與材料的阿貝數。
- 折射率隨波長變化
- 藍色彎曲更多
調查簡介
在打開實驗室之前先規劃好問題
這份簡報反映預先渲染的頁面：探究問題、互相競爭的預測、變數角色、支配定律、設定，以及分析和延伸提示都會以此順序保持可見。
駕駛問題
進入玻璃棱鏡的光在每個面上彎曲（折射），偏離其原始方向。改變第一個面的入射角是否總是會改變同一方向的總偏差？
預測權重
- 偏差總是隨著入射角的增加而增加。
- 否——偏差實際上在某些特定的入射角處具有最小值，而不是簡單的增加或減少趨勢。
- 偏差總是隨著入射角的增加而減少。
可變角色
您設定的內容：
- 入射角θ₁ (°)
您測量的內容：
- 總偏差δ (°)
調查如何進行
- 打開「白光稜鏡（white-light-prism）」預設並按重設。此冕牌玻璃稜鏡的頂角為A = 60°，折射率n = 1.5。
- 啟用總偏折角讀數。
- 設定每次試驗第一個面的入射角並記錄總偏差。
控制方程
棱鏡偏差 — δ = θ₁ + θ₄ − A
穿過棱鏡的光線在兩個面上都會發生折射。總偏差結合了彎曲和棱鏡自身的頂角：δ = θ₁ + θ₄ - A，其中 θ₂ 和 θ₄ 來自每個面的斯涅耳定律。
可列印的工作表要求學生完成什麼
- 對於其中一次試驗，計算θ₂ = asin(sin θ₁/n)（第一面的司乃耳定律）、θ₃ = A − θ₂（稜鏡幾何）、θ₄ = asin(n·sin θ₃)（第二面的司乃耳定律），再計算δ = θ₁ + θ₄ − A。將結果與表格比較。
- 解釋為什麼偏差不是入射角的簡單單調函數 - 棱鏡的幾何形狀（在兩個面彎曲）在對稱通過角處產生真正的最小值，這在 min-deviation 實驗中直接進行了探索。
這在實驗室之外的地方表現出來
- 白光包含許多波長，每個波長的折射率（色散）略有不同，因此每種顏色的偏差量略有不同，將白光扇入可見光譜。本實驗使用單一代表性指標；真正的白光擴散成彩虹。
- 彩虹是陽光在球形雨滴內部折射並內反射所形成的——其幾何形狀比這個平面稜鏡更複雜，但驅動原理與波長相關的折射（色散）完全相同。
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- 歡迎學習白光棱鏡
- 選擇棱鏡
- 播放
- 白光散開
- 打開檢查器
- 完成了！
打開互動式模擬以構建場景，點擊運行，並透過即時測量和引導式教學進行探索。