光学
最小偏向
对称通过时偏向角最小——这是测量玻璃折射率的经典方法。
最小偏向——交互式光学模拟。对称通过时偏向角最小——这是测量玻璃折射率的经典方法。 免费的基于浏览器的虚拟物理实验室，提供实时 SI 测量和分步引导教程。
最小偏向
对称通过时偏向角最小——这是测量玻璃折射率的经典方法。
当光线通过棱镜的路径对称时，偏向角最小，几何关系得以简化，便于测量折射率。分光计通常调节至此角度，以精确测定 n(λ)。
- 对称通过
- 测量折射率 n
调查简介
在打开实验室之前计划好问题
这份简介反映预渲染页面：探究问题、相互竞争的预测、变量角色、支配定律、设置以及分析和拓展提示都会按此顺序保持可见。
驾驶问题
光线穿过棱镜时，在某一特殊入射角——即对称通过，此时棱镜内的光线与底边平行——会达到可能的最小偏折角。顶角更宽的棱镜，其最小偏折角是否更大？
预测权重
- 是的——更大的顶角使光线整体弯曲得更多，从而产生更大的最小偏差。
- 顶角越大，最小偏差越小。
- 最小偏差不取决于顶角。
可变角色
您设置的内容：
- 顶角A (°)
您测量的内容：
- 最小偏差δ_min (°)
调查如何进行
- 打开「最小偏折角（min-deviation）」预设并按重置。这个60°/n=1.5的棱镜已设定为使偏折角最小的对称通过入射角。
- 启用偏差读数。
- 设置每次试验的顶角（固定指数 n = 1.5），然后旋转棱镜——拖动入射角滑块——直到偏差读数停止下降并重新开始上升。记录该最小值：这就是该顶角下的最小偏差。
控制方程
最小偏差公式 — n = sin((A+δmin)/2) / sin(A/2)
在对称通过的入射角（光线平行于棱镜内部的底面）时，偏差达到最小值：δ_min = 2·asin(n·sin(A/2)) − A。这个特殊角度在实验上用于精确测量棱镜的折射率。
可打印的工作表要求学生完成什么
- 对于一项试验，使用 n = 1.5 计算 δ_min = 2·asin(n·sin(A/2)) − A。与表比较。
- 解释为什么对称通道（光线平行于玻璃内棱镜底部传播）对于给定的顶角和折射率给出了最小的可能偏差——任何其他入射角都会产生更多的偏差，而不是更少。
这在实验室之外的地方表现出来
- 最小偏折公式可以反过来使用，从顶角和测得的最小偏折角「测出」玻璃的折射率：n = sin((A+δ_min)/2)/sin(A/2)。这正是经典的棱镜分光计技术。为什么通过缓慢旋转棱镜、观察偏折角不再减小的位置来实验性地找出最小值，会比在任意入射角下测量更可靠？
- 较大顶角棱镜将白光传播到更宽的光谱中。使用 δ_min-vs-A 关系解释为什么光谱仪设计者在需要更精细的波长分辨率时可能会选择更大的顶角。
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- 欢迎学习最小偏向
- 选择棱镜
- 点击播放
- 对称通过
- 打开检查器
- 完成了！
打开交互式模拟以构建场景，点击运行，并通过实时测量和引导式教程进行探索。