光的色散

  在生活中,我们可以看到很多不同颜色的光,有很多单一色的光,但多色的光的现象,就比如彩虹一现象,彩虹看起来由非常多不同颜色的光组成,红色,黄色,蓝色,绿色等等...如图:

我们通常看到的光就是一种颜色,单一的颜色,但是彩虹这是一种特殊的现象,它是一种多色的光,光在穿过某种介质的时候会衍射出多种不同的颜色,在生活中这类现象也是很常见的,在我家鱼缸上也可以看到这样的现象,这一类现象也就叫做光的色散。当光穿过不同的介质的时候,会发生色散现象。此时我有一个问题:光到底是复合色还是单一色的呢?也就光到底是什么颜色?再说这个问题之前我们先来看看到底为什么会有光色散,为什么光通过不同介质会分散出不同的颜色的光?我猜想是因为光在通过某种介质时所发生的折射率不同,射入的光本身就不一样,他们的特性也各不相同,折射率都不一样。我们需要设计一个实验来验证一下:

  这个实验首先就要有不同颜色的光,然后让他们发生折射,看看他们的折射率会不会一样。实验仪器:三种不同颜色的激光笔,透明盛水容器。实验材料:水。首先将水倒入透明的盛水容器,然后我们分别将三种不同颜色的激光笔在同一入射角射入水中,看看它们的折射率分别是多少?如图:

可以发现红光,绿光,还有紫光三种不同颜色的激光笔在同一入射角射入水中,折射率是不一样的,和法线之间形成的角度也各不相同红光的折射角更小、绿光的折射角更大,紫光的最大。这也可以证明我们的猜想是对的,不同颜色的光本身的特性不一样,折射率也不一样。那么如果我们将这三束激光笔合成一条射线照射入水中,其实就会在水中分散成红,绿,紫三条光线。如图:

这也证明了光是由多种不同颜色组成的,是一种复合光。就像我们所看到的太阳光,其实就是很多种颜色的光组合在一起的,很多种颜色的光组合在一起,也就是白光。

  同样我们也可以用光的色散原理来解释彩虹现象。可以用光路图来解释,如图:

在生活中,我们可以很多颜色的东西,就比如一片五角枫:

我们为什么可以看到它是红色,而不是别的颜色呢?我们看到这片叶子,是因为光照到上面反射到了我们的眼睛里,这个叶子是红的,当然就是红色反射到我们的眼睛里,那其他的颜色去到了哪里呢?如果别的颜色也被反射,那我们应该可以看到,但是我没有看到,就说明别的颜色被吸收了、只有红色这种光反射到我们的眼睛里,所以我们看到的照片叶子就是红色的。在生活中,有两种颜色是非常特殊的,就是黑色和白色。如图:

一件黑色的衣服,我们看不到任何别的颜色、只有黑,当复合光照到黑色衣服上之后所有的颜色其实都被黑色所吸收,最终也就没有别的颜色,只是黑洞洞的一片,就像是我们在漆黑的夜晚看到的景象一样。

白色就与黑色截然相反,复合光在照到这朵白色的花上的时候,所有的颜色都被反射到了我们的眼睛里,所有的颜色加在一起其实就构成了白色,所以我们看到的这种花才是白色的。

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