光的色散与复合-2011.ppt

1、河北 保定 河北大学,2011 河北保定学院讲稿,王 绍 符,新概念基础物理,光的色散与复合,白光的色散 色光的复合 三棱镜光的色散复合参考实验,白光的色散,这是英国中学物理教科书 Longman Physics（11-14）中的一幅彩色插图,其一是三棱镜内部各种色光分离的情景与实际不符；,图中有三处与实际情景不符,其三是各种色光之间的边界与实际不符.,其二是三棱镜外部各种色光分离的情景与实际不符；,真实的三棱镜色散,事实上我们从来没有观察到过三棱镜内部的色散现象.,在色散的光谱中各种色光之间逐渐地过渡变化，没有有明显的界限.,被割裂的色散光束（笔者偶然发现的现象）,白光通过三棱镜后色散的光在

2、足够远的地方才能充分散开,图 1,图1照片拍摄于2004年5月12日下午2时许.阳光来自右上方(西南方向),投射角度大约与水平方向成70. 三棱镜一个底面朝上,相对的顶角朝下,稍向左倾斜约10，估算入射角约为30.出射光线与入射光线之间的偏向角约50.显示色散光束的纸屏取自包装纸盒.,图 2,在做图1所示的实验过程中,转动三棱镜使其倾斜的角度稍有改变时，出现了如图2所示的被支架（金属框架）分割为两条出射光束. 两条光束的每一条都是由红到紫各色俱全,只是比单独一条黯淡了许多.,图 3,图3显示的是，支架从光束的边缘把光束分割成了两条，其中一条只是边缘上的很窄很窄的一小束红光（仔细观察清晰可见）.

3、,色光的复合,英国Longman GCES Physics（2002版）中的彩色插图 两个相同的三棱镜相互倒置且靠近的实验,此图纯属主观臆造，事实上绝无此种可能,根据折射规律光路各段应有： de bc efab no bm opab efop 根本不可能会聚复合成白光.,如此三棱镜色散与复合实验是假象,第二个三棱镜并非将色光复合成了白光，而是通过它的根本就是没有得到色散的白光.没有“散”何以谈“合” . 两个三棱镜如果相距较远（相对的面依然保持平行）落到第二个三棱镜上的有可能是色散的光，但经过第二个三棱镜后也不会复合为白光，而是色散的彩色平行光束.,三棱镜光的色散复合参考实验,如图1所示，让太

4、阳光通过半英寸的圆孔F进入暗室，首先经过放在孔边的三棱镜ABC,再经过离三棱镜8英尺左右，宽略超过4英寸的凸透镜PT, 从那里会聚于距凸透镜约3英尺处的其焦点O,并在那里落到一张白纸DE上.如果纸垂直于入射到其上的光，如姿态DE所示，那么纸上O处的所有颜色呈现为白色.但是，如果将纸绕着平行于三棱镜的轴旋转，使它相对于入射光甚为倾斜，如de或位置所示，那么同样的入射光在一种位置上呈现为黄色或红色，在另一位置上呈现为蓝色.,选自牛顿所著光学（图1）,你可以用两块三棱镜HIK和LMN代替此凸透镜（指前面所述图1中的凸透镜），由于彩色光在这两块三棱镜中的折射方向与第一次折射时相反，这两块三棱镜可以使发散光线会聚，并在O处再次相遇，如图2所示.因为在O处它们相遇并混合，像使用凸透镜时一样它们复合成白光.,选自牛顿所著光学（图2）,兰茨别尔格 初等物理学中 的色散实验,来自于一点S的发散光束，经凸透镜汇聚后本来会形成一个会聚光束交于S点白色光斑.但是，在凸透镜后放置一个三棱镜，则原来的会聚光束发生偏转而形成色散，在屏上呈现出彩色光带.,兰茨别尔格 初等物理学中 的色散与复合实验,平行的白色光束经过三棱镜后各种色光发生偏转，又经凸透镜会聚在焦