光的色散
复色光分解为单色光的现象叫光的色散.牛顿在1672年最先利用三棱镜观察到光的色散,把白光分解为彩色光带(光谱).色散现象说明光在媒质中的速度(或折射率n=c/v)随光的频率而变.光的色散可以用三棱镜,衍射光栅,干涉仪等来实现.
白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等各种色光组成的叫做复色光。红、橙、黄、绿等色光叫做单色光。
色散:复色光分解为单色光而形成光谱的现象叫做光的色散。色散可以利用棱镜或光栅等作为“色散系统”的仪器来实现。复色光进入棱镜后,由于它对各种频率的光具有不同折射率,各种色光的传播方向有不同程度的偏折,因而在离开棱镜时就各自分散,形成光谱。
光的色散
light,dispersionof
介质折射率随光波频率或真空中的波长而变的现象。当复色光在介质界面上折射时,介质对不同波长的光有不同的折射率,各色光因折射角不同而彼此分离。1672年,I.牛顿利用三棱镜将太阳光分解成彩色光带,这是人们首次作的色散实验。通常用介质的折射率n或色散率dn/dλ与波长λ的关系来描述色散规律。任何介质的色散均可分正常色散和反常色散两种。
复色光分解为单色光而形成光谱的现象.让一束白光射到玻璃棱镜上,光线经过棱镜折射以后就在另一侧面的白纸屏上形成一条彩色的光带,其颜色的排列是靠近棱镜顶角端是红色,靠近底边的一端是紫色,中间依次是橙黄绿蓝靛,这样的光带叫光谱.光谱中每一种色光不能再分解出其他色光,称它为单色光.由单色光混合而成的光叫复色光.自然界中的太阳光、白炽电灯和日光灯发出的光都是复色光.
光波都有一定的频率,光的颜色是由光波的频率决定的,在可见光区域,红光频率最小,紫光的频率最大,各种频率的光在真空中传播的速度都相同,等于.但是不同频率的单色光,在介质中传播时由于受到介质的作用,传播速度都比在真空中的速度小,并且速度的大小互不相同.红光速度大,紫光的传播速度小,因此介质对红光的折射率小,对紫光的折率大.当不同色光以相同的入射角射到三棱镜上,红光发生的偏折最少,它在光谱中处在靠近顶角的一端.紫光的频率大,在介质中的折射率大,在光谱中也就排列在最靠近棱镜底边的一端.
夏天雨后,在朝着太阳那一边的天空上,常常会出现彩色的圆弧,这就是虹.形成虹的原因就是下雨以后,天上悬浮着很多极小的水滴,太阳光沿着一定角度射入这些水滴发生了色散,朝着小水滴看过去就会出现彩色的虹,虹的颜色是红色在外紫色在内依次排列.
光的色散(dispersion of light)指的是复色光分解为单色光的现象。
由两种或两种以上的单色光组成的光(由两种或两种以上的频率组成的光),称为复色光。不能再分解的光(只有一种频率),称为单色光。
一般让白光(复色光)通过三棱镜就能产生光的色散。对同一种介质,光的频率越高,介质对这种光的折射率就越大。在可见光中,紫光的频率最高,红光频率最小。
当白光通过三棱镜时,棱镜对紫光的折射率最大,光通过棱镜后,紫光的偏折程度最大,红光偏折程度最小。这样,三棱镜将不同频率的光分开,就产生了光的色散。
原理
色散的原理是光的折射。在自然界中,太阳光是白光。当太阳光的白光通过棱镜后被分解成各种颜色的光,假如用白屏来承接,在白屏上就形成一条彩色的光带,这些光带的颜色依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
在我们生活中,我们可以看到非常多的物体,并且每物体都有不同的颜色,有红色,黄色,蓝色,绿色,千万种颜色,或者你去一个地方,刚刚下过雨,然后在一个空旷的平地上会出现一道绚丽的彩虹,那个彩虹有七种颜色,赤橙黄绿蓝靛紫,而彩虹就是属于一种光的色散现象。
我们先来解释一下光的色散,什么是光的色散?什么时候会有光的色散?其实光的色散就是有一种复合光穿过和本身不同的一种介质,这时候就有色散现象发生,有一条光线分散成了多条光线,这就是光的色散,而且当你拿一个三能进到外面,有一道强烈的太阳光射下来,射到了三棱镜上,突然发现从三棱镜的另一边又射出来了,另外几道不同颜色的光线,那么现在我们就有一些问题了,太阳是七种颜色的光,难道太阳就是复合光吗?为什么太阳可以通过三棱镜,会分散出不同颜色的光?这是我们现在面临的问题。
我现在有一个猜想,那就是光的色散这种现象可能跟光的折射有关系,那到底是跟折射的什么的特征有关,我们才能看到七种颜色的光?现在有一束太阳光射过来,但是到了另一边变成了七束了,那么这七束光的折射是一样的吗?很显然是不一样的,那是怎样的不一样我们才能看到七束光呢?这七束光都是从玻璃中射出来的,原本是聚集在一起的,但是现在又分散开了,为什么会这样呢?其实是这些光线的折射率不同,就是这七束光的折射率原本一条光线射入这条玻璃以后,每一条光线都遵循着其他不同的折射率,所以是这七束光的折射程度不一样。
但是我们也不能只有这些理论,我们还要有一些实验来证明,就是每一条光线有不同的折射率,所以我们就要先来创造一些不同的光,所以我们可以用一下激光笔,选一下红色的,绿色的,或者其他颜色的激光笔,但是要算这个折射率的话,还必须得要有另一个介质,我们就可以拿玻璃来做实验,让这三条光线同时射入这一层玻璃里,但是入射的角度一定要统一,首先我们要用红光入射角以30度来射入,然后我们再拿出绿光入射角也是以30度来射入,在拿另一个同上步骤,我们最终要拿七种颜色的光同时射入一种介质中我们准备了三种光线,紫色,红色,绿色,然后观察他们的折射,如下图。
我们发现这三条光线都摄像这块玻璃,以后折射出来的角度是截然不同的,我们发现紫色的折射角最大,绿色排第二,红色的折射角度是最小的,所以我们得到的折射光线偏折角度是紫色>绿色>红色,这是我们得到的结果,也就是这七种光的折射的程度是不一样的,那我们现在想一下,如果把这七种线合成一种线,那么就是像那种太阳光,现在我们就很容易想象了,一束光透过一块玻璃,射出来却是七束光。所以我们得到的结论就是,不同颜色的光具有不同的折射率,也就是不同颜色的光同时射入同一个介质中偏折角度不同。
所以我们现在再来看一下太阳光,太阳光应该就是一种复合光吧!这几种光本来汇聚在一起,但是通过了三棱镜被分散了,所以太阳光也就是复合光。
所以现在我们来总结一下我们今天所学到的东西:
1.光的色散现象发生在一种复合光穿过和本身不同的一种介质时,就会有光的色散现象发生
2.一种复合光射入三棱镜,射出来有更多种光,是因为不同的光具有不同的折射率,折射程度不一样
3.太阳是一种复合光………
所以这就是我们今天所讨论的光的色散,拜拜。