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用分光计测三棱镜的顶角

用两面反射光的夹角，读出三棱镜的几何顶角。

平行光分别照到三棱镜的两面，望远镜依次寻找反射狭缝像。两方向之间的夹角是顶角的两倍；双游标和多次测量将这条几何关系落实为可复算的数据。

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图 1　反射法顶角测量：反射方向夹角为顶角的两倍

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从读数到物理量

记录包含 5 组、每组 4 个游标读数。每组先对准一个面的反射像，再转向另一个面的反射像。第 5 组左游标跨过 $0^\circ$，需要按圆周角差处理。

核心计算关系为

$$ A_i=\frac{\Delta\theta_{1i}+\Delta\theta_{2i}}{4},\qquad \bar A=\frac{1}{5}\sum_{i=1}^{5}A_i. $$

两游标各自测得反射光夹角，对其取平均后再除以二。运算保留原始读数精度，度分形式用于最后展示。

表 1　反射法顶角均值与标准分量

合成值使用角度误差限 $1^\prime$ 的均匀分布约定；A 类分量表示五次顶角均值的重复性。

观察环形刻度上的五次测量

图 2　反射法五次顶角估计；左右游标角差平均后换算为顶角

前四组结果在 $60^\circ$ 附近，第五组约 $59^\circ55^\prime$，对离散程度有明显贡献。对照该组左右读数和两面反射像的对准过程，可以定位影响结果的操作环节。

把几何关系落实到读数

Notebook 按反射法原理、原始记录、逐次顶角与结果讨论展开静态复算；计算代码保留所有五组观测。

在 Jupyter 或 Wolfram 中从头运行，可沿报告章节查看数据读取、公式代入、计算输出与结果讨论。

在本机打开

环境安装见使用指南。在仓库根目录启动本实验的 Jupyter Notebook：

.\.venv\Scripts\python.exe -m jupyterlab experiments/course-04/prism-apex/notebooks/analysis.ipynb

Wolfram 安装包包含数据与 Notebook。将仓库路径改为本机路径后运行：

PacletInstall["D:/general-physics-lab/notebook/paclets/PrismApexLab/dist/PrismApexLab-0.1.0.paclet"];
Needs["PrismApexLab`"];
PrismApexLab`OpenNotebook[]

数据与计算实现

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