光学
水棱镜（彩虹）
水（n≈1.33）的色散远小于玻璃——正是描绘彩虹的那种柔和展开。
水棱镜（彩虹）——交互式光学模拟。水（n≈1.33）的色散远小于玻璃——正是描绘彩虹的那种柔和展开。 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。
水的色散
水（n≈1.33）的色散远小于玻璃——正是描绘彩虹的那种柔和展开。
水的折射率较低（≈1.33），色散也小，产生柔和的光谱——自然彩虹的物理机制正是如此，微小水滴充当了棱镜。色散比玻璃小，但足以使颜色明显分离。
- n ≈ 1.33
- 柔和的彩虹色散
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
水的折射率（n ≈ 1.33）比玻璃低。装满水的棱镜是否比同等的玻璃棱镜使光偏折得更少？
预测权重
- 是的，水的折射率较低意味着每个面的弯曲较小，因此与相同顶角的玻璃棱镜相比，总偏差较小。
- 水棱镜比玻璃更能偏转光线。
- 无论介质的指数如何，偏差都是相同的。
可变角色
您设置的内容：
- 入射角θ₁ (°)
您测量的内容：
- 总偏差δ (°)
调查如何进行
- 打开「水棱镜（water-prism）」预设并按重置。此充水棱镜的顶角为A = 60°，折射率n = 1.33。
- 启用总偏折角读数。
- 设置每次试验的入射角并记录总偏差。
控制方程
较低指数的介质偏差较小 — δ = θ₁ + θ₄ − A
水的折射率 (1.33) 低于典型玻璃 (1.5–1.66)，因此水棱镜在每个面上对光线的弯曲程度较小 - 对于相同的顶角和入射角，总偏差 δ = θ₁ + θ₄ − A 更小。
可打印的工作表要求学生完成什么
- 对于其中一次试验，使用n = 1.33，计算θ₂ = asin(sin θ₁/n)、θ₃ = A − θ₂、θ₄ = asin(n·sin θ₃)，再计算δ = θ₁ + θ₄ − A。将结果与表格比较。
- 将您的偏差值与 white-light-prism 实验的偏差值进行比较（相同的顶角，更高的指数）。解释为什么水的较低折射率在每个匹配的入射角上产生较小的偏差。
这在实验室之外的地方表现出来
- 彩虹本质上是数百万个微小的球形水滴「棱镜」折射并内反射阳光的结果。请解释为什么水相对温和的色散（与玻璃相比）仍能在彩虹中产生可见的光谱，只是稍显不那么鲜艳。
- 综观本实验，flint-prism（n≈1.66）、white-light-prism/冕牌玻璃（n=1.5）与water-prism（n=1.33）呈现出明显的趋势：光学介质越致密，对光的色散与偏折就越强。请解释这一趋势为何遵循与tir实验中临界角趋势相同的物理原理。
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- 欢迎学习水棱镜
- 选择棱镜
- 按播放
- 水中的柔和展开
- 打开检查器
- 完成了！
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