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什么是通常所说的光色散

发布时间:2020 年 11 月 22 日
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这种现象是由艾萨克·牛顿在 1672 年发现的。在此之前,人们无法解释为什么颜色在折射时会按照一定的顺序排列。光的色散曾经有助于证明它的波动性,但要更好地理解这个问题,你需要了解各个方面。

什么叫光的色散
从这张图你可以很容易地理解光色散的本质。

定义

光色散(或色散)现象是由于折射率与波长直接相关。色散最早是由牛顿发现的,但大部分理论基础是科学家在后期发展起来的。

由于色散,有可能证明白光是由许多成分组成的。简单来说,一束无色的阳光穿过透明物质(水晶、水、玻璃等)时,会分解成彩虹的颜色,而彩虹就是由它组成的。

我们称之为光的色散
由于钻石中的大量刻面,它们以多种色调闪烁。

由于光从一种物质到另一种物质,它会改变方向,这称为折射。白色包含所有颜色范围,但在分散之前是难以察觉的。每种复合色具有不同的波长,因此折射角不同。

顺便一提! 光谱中每种颜色的波长是恒定的,因此当通过透明物质时,色调总是以相同的顺序排列。

牛顿的发现和结论的历史

相传,这位科学家在致力于改进望远镜的设计时,首先注意到镜头中图像的边缘是彩色的。这让他非常感兴趣,他开始探索彩色条纹外观的本质。

当时英国正流行瘟疫,所以牛顿决定去他的村庄伍尔索普,以限制通讯圈。同时进行实验,找出不同色调的来源。为此,他抓起一些玻璃棱镜。

什么叫做光的色散
这大致就是牛顿实验解释光色散现象的样子。

在他的研究期间,他进行了许多实验,其中一些直到今天还没有改变。主要的如下:科学家在暗室的百叶窗上开了一个小洞,并在光束的路径上放置了一个玻璃棱镜。结果是对面墙上的彩色条纹形式的反射。

什么叫做光的色散
这个实验可以自己重复。

牛顿从反射中分离出红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、蓝色和紫色。也就是说,经典意义上的光谱。但如果你仔细观察并用现代设备分离光谱,你会得到三个主要区域:红色、黄绿色和蓝紫色。其他人占据了两者之间的微不足道的区域。

什么叫做光的色散
这就是白光分解成光谱的样子。

它发生在哪里

分散比它最初出现的频率要高得多。你只需要注意:

  1. 彩虹 - 是色散最著名的例子。光在水滴中折射,形成彩虹,专家称之为主彩虹。但有时光被两次折射,出现了一种罕见的自然现象——双彩虹。在这种情况下,圆弧内部更亮,具有标准的颜色顺序,而外部 - 模糊,阴影以相反的顺序排列。
  2. 日落。,可以是红色、橙色,甚至是多色。在这种情况下,折射光线的物体是地球的大气层。由于空气是由某种气体混合物组成的,所以效果是不同的,也可能是不同的。
  3. 如果你仔细观察 ...在水族馆或一大片水体的底部... 用干净、清澈的水,你可以清楚地看到彩虹色的倒影。这是因为太阳光谱通过扩散扩散到整个色谱中。
  4. 宝石 宝石切割的宝石也闪闪发光。如果您仔细旋转它们,您会注意到每个刻面如何呈现不同的色调。这种现象可以在钻石、水晶、立方氧化锆,甚至切割质量好的玻璃器皿上看到。
  5. 玻璃棱镜 当光线穿过它们时,任何其他透明元素也会产生效果。特别是在光线有差异的情况下。
什么叫做光的色散
日落时的缤纷色彩是光折射最著名的例子之一。

给孩子看分散现象,可以用普通的肥皂泡。将肥皂溶液倒入容器中,然后降低任何尺寸合适的线框。取下它后,您可以观察到虹彩溢出。

使用智能手机手电筒也很容易将光分解成光谱。在这种情况下,您需要一个玻璃棱镜和一张白纸。棱镜应该放在黑暗房间的桌子上,一边是一束光,另一边是一张纸,上面会有彩色条纹。如此简单的体验对孩子们来说是非常有吸引力的。

眼睛如何区分颜色

人类视觉 - 一个非常复杂的系统,可以区分电磁频谱的各个部分。人眼可识别 390 至 700 nm 的波长。可见范围内的电磁辐射称为可见光或简称光。

什么叫做光的色散
从图中可以看出人眼能感知到的电磁波谱有多么少。

颜色通过视网膜中的视杆细胞和球细胞来区分。第一种具有高灵敏度,但只能区分光的强度。第二个可以很好地区分颜色,但在强光下效果最好。

视锥细胞分为三种类型,具体取决于它们对哪些波长更敏感——短、中或长。由于来自所有类型的视锥细胞的信号组合,视觉可以区分可用的颜色范围。

眼睛中的每一种细胞都可以感知到的不是单一的颜色,而是大波范围内的不同色调。这就是为什么视觉使我们能够区分最小的细节并看到我们周围世界的多样性。

光的色散曾经表明白色是光谱的组合。但是你只能在它通过某些表面和材料反射之后才能看到它。

视频课程:光的分散

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