最小偏差：通過棱鏡的對稱通道

1·預測

光線穿過稜鏡時，在某一特殊入射角——即對稱通過，此時稜鏡內的光線與底邊平行——會達到可能的最小偏折角。頂角更寬的稜鏡，其最小偏折角是否更大？

• 是的——更大的頂角使光線整體彎曲得更多，從而產生更大的最小偏差。
• 頂角越大，最小偏差越小。
• 最小偏差不取決於頂角。

2·設定

1. 打開「最小偏折角（min-deviation）」預設並按重設。這個60°/n=1.5的稜鏡已設定為使偏折角最小的對稱通過入射角。
2. 啟用偏差讀數。
3. 設定每次試驗的頂角（固定指數 n = 1.5），然後旋轉稜鏡——拖動入射角滑塊——直到偏差讀數停止下降並重新開始上升。記錄該最小值：這就是該頂角下的最小偏差。

3·收集數據

針對三次試驗，繪製δ_min（Y軸）相對頂角A（x軸）的關係圖。直線是否為一條直線？

4·分析

1. 對於一項試驗，使用 n = 1.5 計算 δ_min = 2·asin(n·sin(A/2)) − A。與表比較。
2. 解釋為什麼對稱通道（光線平行於玻璃內棱鏡底部傳播）對於給定的頂角和折射率給出了最小的可能偏差——任何其他入射角都會產生更多的偏差，而不是更少。

5·擴展

1. 最小偏折公式可以反過來使用，從頂角和測得的最小偏折角「測出」玻璃的折射率：n = sin((A+δ_min)/2)/sin(A/2)。這正是經典的稜鏡分光計技術。為什麼透過緩慢旋轉稜鏡、觀察偏折角不再減小的位置來實驗性地找出最小值，會比在任意入射角下測量更可靠？
2. 較大頂角棱鏡將白光傳播到更寬的光譜。使用 δ_min-vs-A 關係解釋為什麼光譜儀設計者在需要更精細的波長分辨率時可能會選擇更大的頂角。

這個實驗背後的物理原理

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