簡單的解釋一下光的色散謝謝

2021-06-30 09:18:04 字數 4641 閱讀 9185

1樓:匿名使用者

光的色散現象分析

1.1 光的色散規律

實驗表明光的衍射光譜與稜鏡色散光譜有相同的色序排列.它們都是光與物質相互作用的結果.衍射(或干涉)雖然也能使各單色光分開,且與色散有相同的色序,但它只是光波與光波在同一媒質中的作用,因而不稱色散,所謂色散從廣義上說不單是光波與不同媒質作用而分解成頻譜,同時某一物理量如折射率隨波長變化而變化才是色散的實質.

讓一束白光(複色光)通過透明媒質(三稜鏡)時,光在玻璃和空氣兩種媒質分介面上發生折射而分散成紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫等七種不同頻率的

單色光的現象叫做光的色散現象.如圖1所示,白光從o點射入三稜鏡,由於玻璃對各單色光的折射率不同,而產生不同的折射角度,並在稜鏡的另一側面上發生第二次折射而進入空氣到達屏上形成七色光譜.r1表示一定頻率的紅光,r2表示一定頻率的紫光,設玻璃對紅光折射率為n1,對紫光的折射率為n2,由光的折射定律

率比紫光小,在白光光譜中從紫光到紅光媒質對各單色光的折射率隨波長的增大順次減小,折射角也順次減小.可見,光的色散表明不同波長(顏色)的光與媒質原子分子相互作用,致使傳播速度減小,折射率減小,即折射率n是波長λ的函式,n=f(λ).實驗表明,折射率n隨波長λ近似地按n=a+b/λ2+c/λ4公式變化,a、b、c是

由材料性質決定的常數,曲線如圖2所示.這是一組玻璃媒質的色散曲線,當波長λ變化不大時,取n=a+b/λ2且兩邊求導得曲線的斜率dn/dλ=-2b/λ3,可定義為媒質的色散率,即色散率近似地與波長的三次方成反比.由色散曲線可知,在可見光範圍內,折射率n總是隨著波長λ的增大而減小;波長越短,曲線越陡,斜率越大,色散作用越強;在波長一定時,不同物質折射率越大,色散率越大,不同物質的色散曲線沒有簡單的色散關係.當折射率n隨波長λ增大而減小時,叫正常色散,當折射率n隨波長λ減小而減小時,叫反常(特殊)色散.

1.2 大自然中幾種天然色散現象的分析

大自然中虹、霓、暈、華現象也是由光的色散(或衍射)現象形成的.大雨前後天空佈滿許多微小的小水珠,這些小水珠相當於許多小三稜鏡,當太陽光斜照在這些小水珠上時,發生反射、折射,其中有一部分光線進入小水珠內部發生一次全反射後又經一次折射回到空氣中.兩次折射使不同波長的色光滑不同方向前進,即發生色散現象,如圖3所示.由於太陽光是平行光,色散光線方向就取決於太陽光照射在小水珠上的方位,只有從某一方位入射的光,出射光線才最強,迎著這條出射光線看去,小水珠明亮閃耀,這個方向也就是人們看到虹的方向.在其他方向上雖然也有光進入觀察者眼簾,但太弱了,在明亮的天空中很難被看見.若把觀察者的頭和太陽連成一條直線,小水珠的內耀方向和這條直線的夾角對紅光大約是40°,對紫光大約是42°,如圖4所示.其他顏色的光分佈在這兩個角度之間,於是七種顏色的光同時沿各自折射方向從一個小珠中折射出來,流光溢彩.由於小水珠佈滿天空,隨

雲飄浮,若恰好在圓形弧帶上形成密集分佈,當太陽光沿斜上方照射時,七種不同頻率的光沿各種折射方向從這些密集的小水珠中同時折射出來,形成一個巨大的弧形綵帶,彷彿一座彩色拱橋橫貫天空,這就是人們在地面上看到的虹.色序排列為內紫外紅;若太陽光沿斜下方照射到這些小水珠表面時,有一部分光線反回空氣,有一部分光線被折射進入小水珠內部,在其內壁上經過兩次全反射,再一次折射出來,就形

成霓.這時紅光的最大出射傾角約為50°,紫光約為53°,如圖5所示.紅光出射傾角比紫光小,所以霓的色序排列為內紅外紫,與虹相反,又因霓的光線出射傾角都比虹大10°左右,所以霓總是騎在虹的頭上結伴

天空,如圖6所示.霓的光線在小水珠內部多一次反射,光能損失多一些,所以霓比虹弱(遜色).因而霓常常隱羞難見,只有陽光充足時才愧出天空,一展羞容.若凌空觀察還可見到圓形的霓總環繞在虹的外緣上.

暈,是出現在太陽或月亮周圍的彩色光環,也是由於光的色散現象形成的.分佈高空中的雲層裡夾雜著許多小六稜形冰晶,這些小冰晶類似許多小稜鏡,它們隨風飄浮,若恰好環繞太陽或月亮形成密集分佈時,當受太陽或月亮光線照射時,發生色散便形成暈,暈的光線出射傾角大約是22°或46°.日暈的色序排列為內紅外紫,溫帶地區不易看到.月暈色序排列為內黃外藍,色光較弱.蘇洵在《辨姦論》中就有“日暈而風,礎潤而雨”的說法,農諺中也有“日暈三更雨,月暈午時風”之說,看來暈是風雨的前兆.

華,也是發生在高空的雲層上緊貼日、月周圍的彩色光球,不過它是由於日、月光線通過一部分夾雜在雲層中的微小水珠或細小冰晶產生衍射而形成的.華環大小和小水珠或小冰晶大小成反比,小水珠或冰晶越細小,華環則越大.其色序排列為內紫外紅,它們常常出現在甚高空的卷積雲,捲雲或層積雲上.

旭日的光輝通過山巔的濃霧由於光的色散或衍射作用也能產生彩色光環,有時還能在天空的霧上觀察到帶彩色邊緣的人物的影像.這是由於大氣密度的非均性,光線通過遠處人物時經大氣折射,物平面的反射而形成的.彩色鑲邊是由於反射光線遇霧珠時產生色散或衍射而形成的,有時也可能是觀察者自己的影像.曾被宗教學者訛稱為“佛祖顯靈,佛光普照”.其實是大自然中天然色散形成的光學現象.世無佛祖,更無佛光.

此外,當朝霞斜陽通過空氣密度呈梯度分佈的(海面或沙漠上空)區域時,光線沿曲線傳播,由於梯度層的折射,山川湖面的反射、全反射,散射、衍射及色散,使遠處的街景樓閣呈現在海面或沙漠上空,從而形成海市蜃樓,有時偶爾形成連續幾個太陽.這就是近年來在山東,上海等地看到的“假日”、“蜃景”現象.還有一些所謂不明飛行物,也是大自然中的複雜有趣的光現象.可見,它們千姿百態,千奇百怪,都是光的造化.

2 光的色散實驗

2.1 用平面鏡和水碗做色散實驗

農村中學,若沒有玻璃稜鏡,可用一塊平面鏡和一個水碗觀察光的色散現象,既簡單效果又好.

把碗放在有陽光的地方,加滿清水,將平面鏡斜放在水中,調整其傾斜角度,使照射在鏡子上的太陽光透過水反射到室內的白牆上即可觀察到太陽光譜.如圖7所示.這是太陽光經水面折射,再經水中平面鏡反射,最後由水面折射回空氣形成的七色光譜,實際上就是以水為煤質的三稜鏡產生的色散現象.

2.2 自制水三稜鏡做牛頓色散實驗

用透明有機玻璃(或無色玻璃)粘製成邊長為80mm,高為200mm的兩個大小一樣的正三稜柱,在一端的交接處打一小孔注滿純淨水後用橡皮塞塞住即可.放在陽光下即可用光屏接收到彩色光譜.若按圖8牛頓方法進行實驗,色散現象更明顯.只有p1時屏上光譜為ab,再放p2時,由於p2的色散作用,經p1色散出來的每一條光線都將向下偏移,偏移大小與媒質折射率有關,因此整個譜帶下移到a1b1的位置,紅端a1下移最少,紫端b1下移最多,故使a1b1呈彎曲狀.這就把稜鏡的色散作用表現的淋漓盡致.若改變p2的填充介質,a1b1的偏移位置也隨之改變.還可用來觀察反常(特殊)色散.

2.3 虹的實驗

用1000w的碘鎢燈作光源,也可選擇早晨或傍晚陽光斜射到室內的光線.準備兩支帶細咀的玻璃管和裝滿清水的廣口瓶.一支玻璃管插入瓶中,

另一支對著細咀揹著陽光用力吹,瓶內水沿細咀噴出形成霧狀.只要室內稍暗,小霧珠受燈光或陽光照射發生色散,就可看到兩條短弧形綵帶即虹,如圖9所示.

也可用取出燈芯的白熾燈泡(或圓底燒瓶)裝滿清水,模擬小水珠,再取一中間開孔,孔徑約為燈泡直徑大小的白紙屏,讓平行光束從圓孔射入燈泡.當光線進入燈泡後,在其後壁發生全反射,反射光線再透過燈泡投射在圓孔屏上形成一個彩色光環,如圖10所示,就象從空中觀察到的

2樓:冉雅媚

白光由不同波長的單色光組成,當白光射入透鏡或是其他折射率不同的介質當中時,由於不同波長的折射率不同,各單色光會在介質中出現光徑的偏差。這就是色散現象。

3樓:不思聰

複色光分解成單色光而形成光譜的現象叫做光的色散。

搞不清光的色散。知道的人請詳細為我解答,謝謝 !! 20

4樓:負如來不負卿

複色光分解為單色光的現象叫光的色散 還有一些題

(1):讓一束太陽光照射到三稜鏡上,從三稜鏡射出的光有什麼變化?

(2):把紅色、藍色、綠色透明塑料片放在陽光下,各透過什麼顏色的光?

(3):將任意兩片透明塑料片疊在一起,透過的是什麼顏色的光?

(4):透過各色透明塑料片,色彩發生變化了嗎?

(5):顏料混合的規律與色光混合的規律是不是相同?

(6):紅、藍顏料混合的顏色和紅光、藍光混合的顏色一樣嗎?

(7):用放大鏡觀察彩色電視機工作時的螢幕,對比發白光的區域而和其他顏色的區域,看看紅、綠、藍三種色條的相對亮度有什麼不同?

(8):如果一個物體能反射所有色光,則該物體呈現什麼顏色?

(9):如果一個物體能吸收所有色光,則該物體呈現什麼顏色?

(10):一個無色透明的物體能?(填空)所有色光。

(11):在一張白紙上用紅顏料寫一個“光”字,把它拿到暗室。只用紅光照射時,你將看到什麼現象?只用綠光照射時,你又將看到什麼現象?

(12):放電影用的銀幕為什麼做成白色的?

(13):在暗室裡用紅光照射一幅絢麗多彩的油畫作品,將會看到什麼現象?為什麼?

答案 1.太陽光被分解成紅橙黃綠藍靛紫七種色光

2.紅色,藍色,綠色 3.所有顏色 4.

沒有 5.不是 6.一樣 7.

一樣 8.白色 9.黑色 10.

透過 11.紅紙上有紅字,但那是看不見"光"字;綠紙上面有黑字,看見字了 12.因為白色的物體能反射所有色光 13.

畫上原來是紅色的還是紅色,.其他都成了黑色.因為紅色物體能反射紅光,其他顏色都吸收紅光

其次,不在於燈光的顏色

呵呵,你要是有什麼不懂的話+我扣扣 1643175489 我也是初二的,一起**吧 (*^__^*)

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