三棱镜色散原理不难,如图,玻璃对色光不同的折射率造成不同的偏折,但三棱镜色散实验不易。
为何如此简单的原理,室外实验会不容易做到,缘由在于我们的光源不是线光源,看图,光束1和光束2,经过三棱镜后的出射光线有部份重叠在一起,色散后的色光又混和成蓝色,我们看见的三棱镜色散中间绝大部份是红色,只有边界会出现少量的红或紫的色条,这也就是我们通过三棱镜看阳台时,边框有紫或红的缘由,要看见完整的红橙黄绿蓝靛紫七色条不易。
有没有方式得到正宗的色散图?
第一种方式:黑纸开缝贴三棱镜表面,用强光照缝光的色散是折射吗,如图
实验图
实验色带
注意事项:1.缝不能太细,保证足够的光量.
2.缝太宽又会出现中间重叠多而出现红色.
3.光源不要紧贴缝直射,用光源的近视,平行性好,实验疗效更好。
第二种方式:室内,太阳光下或室外有太阳光直射的地方。
如图,这是一位老师发给我的实验图,十分清晰光的色散是折射吗,你们可以剖析一下,虽然这是三棱镜尖端的部份色散,三棱镜上部的绝大部份色散早已重叠合成黑色,再仔细看,发觉色带与正常的色带是相反的,那位喜欢研究的老师很好奇,他如何调都调不成正常的次序。我们再看右图:
从地平线下射来的光,成正常的色带。地平线上射来的光成反向色带。能不能转动三棱镜在竖直墙下调出正常次序的色带?
玻璃折射率取1.5,这么在空气中的全反射临界角sinC=1/n,大约41°,我们计算取40°。按此推断,地平线射来的光,入射角30°,折射角接近20°,按照三角关系,二次入射角40°,早已接近临界角,尽管有出射光线,并且光线特别弱,所以,要有较强的出射光线,太阳光必须在地平线下。
转动三棱镜,如图:早上8点的太阳,大约与地平线成45°,此时,光线早已在地面上,竖直的墙壁是不能出现色带了。
这么8点之前,或4点之后的太阳可不可以,理论上讲可以,而且会很难操作。
最后,给你两个操作视频:
视频一:室外色散
LED的白光蓝色成份少了一点。
视频二:太阳光色散