水棱镜：比玻璃更温和的色散
1·预测
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？
- 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。
2·设置
- 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。
3·收集数据
| 入射角θ₁ (°) | 总偏差δ (°) |
|---|---|
| 35.00 | |
| 45.00 | |
| 55.00 |
针对三次试验，绘制偏折δ（y轴）相对入射角θ₁（x轴）的关系图。将其量级与white-light-prism（冕牌玻璃）实验进行比较。
4·分析
- 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。
5·扩展
- 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。
这个实验背后的物理原理
较低指数的介质偏差较小
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。