光的色散与复合PPT讲稿.ppt

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1、光的色散与复合第1页，共19页，编辑于2022年，星期五 白光的色散白光的色散 色光的复合色光的复合 三棱镜光的色散复合参考实验三棱镜光的色散复合参考实验第2页，共19页，编辑于2022年，星期五白光的色散白光的色散第3页，共19页，编辑于2022年，星期五这是英国中学物理教科书 Longman Physics（11-14）中的一幅彩色插图 第4页，共19页，编辑于2022年，星期五 其其一一是是三三棱棱镜镜内内部部各各种种色色光光分分离离的的情情景景与与实际不符实际不符；图中有三处与实际情景不符图中有三处与实际情景不符 其其三三是是各各种种色色光光之之间间的的边边界界与与实实际际不不符符.其

2、其二二是是三三棱棱镜镜外外部部各各种种色色光光分分离离的的情情景景与与实际不符；实际不符；第5页，共19页，编辑于2022年，星期五真实的三棱镜色散真实的三棱镜色散 事事实实上上我我们们从从来来没没有有观观察察到到过过三三棱棱镜镜内内部部的的色色散现象散现象.在在色色散散的的光光谱谱中中各各种种色色光光之之间间逐逐渐渐地地过过渡渡变变化化，没没有有明显的界限有有明显的界限.第6页，共19页，编辑于2022年，星期五被割裂的色散光束被割裂的色散光束（笔者偶然发现的现象）白光通过三棱镜后色散的光在足够远的地方才能充分散开第7页，共19页，编辑于2022年，星期五图图 1 图1照片拍摄于2004年5

3、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.第8页，共19页，编辑于2022年，星期五图图 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.第9页，共19页，编辑于2022年，星期五图图 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（

4、仔细观察清晰可见）.第10页，共19页，编辑于2022年，星期五色光的复合色光的复合第11页，共19页，编辑于2022年，星期五英国英国Longman GCES Physics（2002版）中的彩色插图版）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此图纯属主观臆造，事实上绝无此种可能第12页，共19页，编辑于2022年，星期五 根据折射规律光路各段应有：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根本不可能会聚复合成白光.第13页，共19页，编辑于2022年，

5、星期五如此三棱镜色散与复合实验是假象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白光.没有没有“散散”何以谈何以谈“合合”.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，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而是色散的彩色平行光束.第14页，共19页，编辑于2022年，星期五三棱镜光的

6、色散复合三棱镜光的色散复合参考实验参考实验第15页，共19页，编辑于2022年，星期五 如如图图1所所示示，让让太太阳阳光光通通过过半半英英寸寸的的圆圆孔孔F进进入入暗暗室室，首首先先经经过过放放在在孔孔边边的的三三棱棱镜镜ABC,再再经经过过离离三三棱棱镜镜8英英尺尺左左右右，宽宽略略超超过过4英英寸寸的的凸凸透透镜镜PT,从从那那里里会会聚聚于于距距凸凸透透镜镜约约3英英尺尺处处的的其其焦焦点点O,并并在在那那里里落落到到一一张张白白纸纸DE上上.如如果果纸纸垂垂直直于于入入射射到到其其上上的的光光，如如姿姿态态DE所所示示，那那么么纸纸上上O处处的的所所有有颜颜色色呈呈现现为为白白色色.

7、但但是是，如如果果将将纸纸绕绕着着平平行行于于三三棱棱镜镜的的轴轴旋旋转转，使使它它相相对对于于入入射射光光甚甚为为倾倾斜斜，如如de或或位位置置所所示示，那那么么同同样样的的入入射射光光在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（图选自牛顿所著光学（图1）第16页，共19页，编辑于2022年，星期五 你你可可以以用用两两块块三三棱棱镜镜HIK和和LMN代代替替此此凸凸透透镜镜（指指前前面面所所述述图图1中中的的凸凸透透镜镜），由由于于彩彩色色光光在在这这两两块块三三棱棱镜镜中中的的折折射射方方向向与与第第一一次次

8、折折射射时时相相反反，这这两两块块三三棱棱镜镜可可以以使使发发散散光光线线会会聚聚，并并在在O处处再再次次相相遇遇，如如图图2所所示示.因因为为在在O处处它它们们相相遇并混合，像使用凸透镜时一样它们复合成白光遇并混合，像使用凸透镜时一样它们复合成白光.选自牛顿所著光学（图选自牛顿所著光学（图2）第17页，共19页，编辑于2022年，星期五兰茨别尔格兰茨别尔格 初等物理学中初等物理学中 的色散实验的色散实验 来来自自于于一一点点S的的发发散散光光束束，经经凸凸透透镜镜汇汇聚聚后后本本来来会会形形成成一一个个会会聚聚光光束束交交于于S点点白白色色光光斑斑.但但是是，在在凸凸透透镜镜后后放放置置一一

9、个个三三棱棱镜镜，则则原原来来的的会会聚聚光光束束发发生偏转而形成色散，在屏上呈现出彩色光带生偏转而形成色散，在屏上呈现出彩色光带.第18页，共19页，编辑于2022年，星期五兰茨别尔格兰茨别尔格 初等物理学中初等物理学中 的色散与复合实验的色散与复合实验 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平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平面处形成彩色光带面处形成彩色光带色散色散.在光屏处又会聚在一起在光屏处又会聚在一起复合为白光复合为白光.如果在焦平面处用体积较小的物体如果在焦平面处用体积较小的物体（如铅笔）挡住某一种色光，则在屏幕上呈现（如铅笔）挡住某一种色光，则在屏幕上呈现这种色光的补色光这种色光的补色光.第19页，共19页，编辑于2022年，星期五