中等的
光的色散需要能夠折射光的介質(zhì)，而介質(zhì)的折射率隨光波的頻率或真空中的頻率而變化。 當(dāng)多色光在介質(zhì)界面折射時(shí)，介質(zhì)對(duì)不同頻率的光具有不同的折射率，各種光因產(chǎn)生不同的折射角而相互分離。 1672年，牛頓借助棱鏡將太陽光分解成彩色光帶，這是人們所做的第一個(gè)色散實(shí)驗(yàn)。 一般用介質(zhì)的折射率n或色散率與頻率的關(guān)系來描述色散規(guī)律。 任何介質(zhì)的色散都可以分為正態(tài)色散和反常色散。
光波
光的色散實(shí)際上需要光波。 光波有一定的頻率，光的顏色是由光波的頻率決定的。 在可見光區(qū)域，綠光的頻率最小，紫光的頻率最高。 所有頻率的光在真空中以相同的速度傳播，約等于3.0×108m/s。 而不同頻率的單色光，在介質(zhì)中傳播時(shí)，由于與介質(zhì)的相互作用，傳播速度比在真空中小，且速度各不相同。 該介質(zhì)對(duì)于綠光具有較小的折射率，對(duì)于紫光具有較大的折射率。 當(dāng)不同顏色的光以相同的入射角照射到棱鏡時(shí)，綠光的偏轉(zhuǎn)最少，并且處于靠近內(nèi)角的光譜末端。 紫光的頻率高，在介質(zhì)中折射率高，因此排列在光譜中最靠近棱鏡斜邊的一端。
基本的
在光學(xué)中，將多色光分解為單色光的過程稱為光的色散。
由兩種或兩種以上單色光組成的光（由兩種或兩種以上頻率組成的光）稱為多色光。 不能再分解的光（只有一種頻率）稱為單色光。
注：耳朵的色盲細(xì)胞接受不同頻率的可見光時(shí)，感受到不同的顏色，顏色是不同頻率的光對(duì)色盲細(xì)胞的刺激形成的。 ）
一般來說，讓白光（多色光）通過棱鏡就可以形成光的色散。 對(duì)于相同的介質(zhì)，光的頻率越高，介質(zhì)對(duì)這些光的折射率就越大。 可見光中，紫光的頻率最高，綠光的頻率最低。 當(dāng)白光通過棱鏡時(shí)，棱鏡對(duì)紫光的折射率最大。 光線經(jīng)過棱鏡后，紫光的偏轉(zhuǎn)程度最大，綠光的偏轉(zhuǎn)程度最小。 這樣，棱鏡就將不同頻率的光分開，形成光的色散。
多色光分解為單色光產(chǎn)生光譜的現(xiàn)象稱為光的色散。 （白光飄動(dòng)后，從上到下的單色光是“紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種顏色。”
色散可以通過棱鏡或光柵等儀器作為“色散系統(tǒng)”來實(shí)現(xiàn)。 按一定順序排列顏色會(huì)產(chǎn)生光譜。 光譜（）是由色散的單色光經(jīng)色散系統(tǒng)（如棱鏡或光柵）分光后光的色散是誰發(fā)現(xiàn)的，按頻率（或波長(zhǎng)）順序排列的圖案。 全稱是光譜。 可見光譜的最大部分是人眼可見的電磁光譜部分。 該頻率范圍內(nèi)的電磁輻射稱為可見光。 光譜并不包含人腦可以區(qū)分的所有顏色，例如紅色和粉藍(lán)色。
日本語言學(xué)家柯西發(fā)現(xiàn)，折射率與光的頻率之間的關(guān)系可以用級(jí)數(shù)來表示：
n(f)=a+bf2+cf4。
其中，a、b、c為三個(gè)柯西色散系數(shù)，不同物質(zhì)的柯西色散系數(shù)不同。 只需測(cè)量三個(gè)不同頻率下的折射率n(f)，并將其代入柯西色散公式即可得到三個(gè)聯(lián)立方程組，求解這組聯(lián)立方程組，材料的三個(gè)柯西色散系數(shù)可得得到 . 利用三個(gè)柯西色散系數(shù)，可以估計(jì)其他頻率下的折射率，而無需進(jìn)一步檢測(cè)。
不僅是柯西色散公式，還有其他色散公式。 如分散公式、分散公式、分散公式等。
多色光分解為單色光的現(xiàn)象稱為光的色散。 牛頓于 1666 年首次借助棱鏡觀察到光的色散，將白光分解為彩色光帶（光譜）。 色散現(xiàn)象表明光在介質(zhì)中的速度v（或光的色散折射率n=c/v）隨光的頻率f的變化而變化。 光的色散可以通過棱鏡、衍射光柵、干涉儀等來實(shí)現(xiàn)。
白光是由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫等多種顏色組成的。 與單色光混合的光稱為復(fù)色光。 不能分解的彩色光稱為單色光。
色散可以通過棱鏡或光柵等儀器作為“色散系統(tǒng)”來實(shí)現(xiàn)。
光的三基色：紅、綠、藍(lán)
另外，我們看的電視的熒光粉也是同樣的組合。 你走到彩色電視機(jī)前看CRT，但不要看面前筆記本電腦的顯示器。 它的像素太小，肉眼無法識(shí)別。 RGB這三種顏色的組合可以產(chǎn)生幾乎所有的顏色。
紅、綠、藍(lán)被稱為光的“三基色”，因?yàn)榧t、綠??、藍(lán)三種顏色在自然界中很難與其他顏色混合，而通過適當(dāng)?shù)鼗旌霞t色可以得到其他顏色，綠光和藍(lán)光。 因此，紅、綠、藍(lán)三種顏色被稱為光的“三基色”。
當(dāng)多色光在介質(zhì)界面上折射時(shí)，介質(zhì)對(duì)不同頻率的光具有不同的折射率，各種光會(huì)因折射角度不同而相互分離。 1672年，牛頓借助棱鏡將色散的太陽光分解成彩色光帶，這是人們所做的第一個(gè)色散實(shí)驗(yàn)。 一般用介質(zhì)的折射率n或色散率與頻率的關(guān)系來描述色散規(guī)律。 任何介質(zhì)的色散都可以分為正態(tài)色散和反常色散。
多色光分解為單色光以產(chǎn)生光譜的現(xiàn)象。 讓一束白光照射在玻璃棱鏡上，光線經(jīng)過棱鏡折射后，會(huì)在另一面的白色紙屏上產(chǎn)生一條彩色光帶。 一端為白色，中間依次為橙黃綠靛。 該光帶稱為波譜。 光譜中的每種顏色的光都不能分解成其他顏色的光，稱為單色光。 單色光混合形成的光稱為多色光。 自然界中的太陽光、白熾燈、熒光燈發(fā)出的光都是多色光。 當(dāng)光線照射到物體上時(shí)，一部分光被物體反射，一部分光被物體吸收。 如果物體是透明的，則仍有一部分穿過物體。 不同的物體對(duì)不同顏色的反射、吸收和透射不同，從而呈現(xiàn)出不同的色調(diào)。
光波有一定的頻率，光的顏色是由光波的頻率決定的。 在可見光區(qū)域，綠光的頻率最小，紫光的頻率最高。 所有頻率的光在真空中以相同的速度傳播，等于3.0×108m/s。 而不同頻率的單色光，在介質(zhì)中傳播時(shí)，由于與介質(zhì)的相互作用，傳播速度比在真空中小，且速度各不相同。 該介質(zhì)對(duì)于綠光具有較小的折射率，對(duì)于紫光具有較大的折射率。 當(dāng)不同顏色的光以相同的入射角照射到棱鏡時(shí)，綠光的偏轉(zhuǎn)最少，并且處于靠近內(nèi)角的光譜末端。 紫光的頻率高，在介質(zhì)中折射率高，因此排列在光譜中最靠近棱鏡斜邊的一端。
夏季雪后，面對(duì)太陽的天空常常會(huì)出現(xiàn)七彩的弧線，這就是彩虹。 彩虹之所以出現(xiàn)，是因?yàn)橛晏爝^后，天空中飄浮著許多微小的水滴。 陽光以一定角度進(jìn)入，在這些小水滴中發(fā)生色散。 當(dāng)看著小水滴時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)七彩的彩虹。 。 彩虹的顏色是外面藍(lán)色，里面白色，按順序排列。
中國(guó)唐代歷史研究
中國(guó)唐代對(duì)光色散現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)始于對(duì)自然色散現(xiàn)象——彩虹的認(rèn)識(shí)。 彩虹是太陽光以一定角度進(jìn)入空氣中的水滴時(shí)產(chǎn)生折射和反射而產(chǎn)生的復(fù)雜色散現(xiàn)象。
早在中國(guó)殷代的甲骨文中，就有關(guān)于彩虹的記載。 當(dāng)時(shí)“洪”字寫為“江”。 戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的《楚辭》中就有彩虹的顏色分為“五色”的記載。 清代蔡邕（132-192）在《月齡掌舉》中描述了彩虹的情況和位置。 節(jié)度使孔穎達(dá)（574~648）在《禮記·注釋》中簡(jiǎn)要解釋了彩虹的光學(xué)成因：“云薄漏日，泰安雨滴，便生彩虹”。 一種自然現(xiàn)象。 公元八世紀(jì)中葉，張志和（744~773）在《玄真子·陶志齡》中首次對(duì)彩虹進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，并且是第一次有意識(shí)地進(jìn)行白光色散實(shí)驗(yàn)：“回到太陽噴出的水噴成彩虹的形狀，但不是筆直的，它就像一個(gè)影子。” 南宋以后，人們不斷重復(fù)類似的實(shí)驗(yàn)。 例如，清代蔡卞進(jìn)行了模擬“陽光和雨滴”的實(shí)驗(yàn)，將彩虹與日月暈現(xiàn)象聯(lián)系起來，有意解釋彩虹的形成是一個(gè)色散過程，并強(qiáng)調(diào)彩虹與日光、雨滴的關(guān)系。彩虹和太陽的位置。 明代程大昌（1123~1195）在《燕繁錄》中描述了露珠光分裂的現(xiàn)象，并強(qiáng)調(diào)陽光也可以通過水滴轉(zhuǎn)變成多種顏色，這實(shí)際上是色散，而這些顏色并不是色散。水。 珠子本身有，但它是由陽光的顏色產(chǎn)生的，這清楚地強(qiáng)調(diào)了陽光中包含的幾種顏色，是通過水滴的作用而顯現(xiàn)出來的。 可以說，他已經(jīng)接觸到了分散的本質(zhì)。
我國(guó)自唐代以來，許多典籍中都記載了晶體的分散現(xiàn)象。 例如，據(jù)記載，孔雀羽毛和某些動(dòng)物的表皮在陽光下會(huì)不斷變色，當(dāng)將云母片放在陽光下時(shí)，可以觀察到各種顏色的光。 李時(shí)珍還強(qiáng)調(diào)，無論是較大的六方晶體還是較小的水晶珠都可以產(chǎn)生色散。 明代方以智（1611~1671）在其著作《物理小知識(shí)》中綜合了前人的研究成果，對(duì)色散現(xiàn)象做了精彩的總結(jié)。 他將天然水晶與邊緣結(jié)合起來，人工烘烤出三角形的水晶，將白光分為三種顏色，向太陽噴水形成的三色人造彩虹，陽光照射在泉水聲上形成的三色現(xiàn)象，以及彩虹色、日月暈、五色云等自然現(xiàn)象聯(lián)系起來，感覺“皆同”，即都是白光的色散。 這些都說明我國(guó)清代對(duì)分散現(xiàn)象的本質(zhì)有了比較全面的認(rèn)識(shí)，但也反映出我國(guó)唐代的數(shù)學(xué)知識(shí)多是分散的、經(jīng)驗(yàn)性的知識(shí)。
在牛頓之前
在光學(xué)的早期，顏色的解釋變得非常困難。 在牛頓之前，法國(guó)人對(duì)顏色的理解盛行亞里士多德的觀點(diǎn)。 亞里士多德認(rèn)為，顏色不是物體的客觀屬性，而是人們的主觀感受。 所有顏色的產(chǎn)生都是明與暗、白與黑按比例混合的結(jié)果。 1663年，波義耳還研究了物體的顏色。 他認(rèn)為物體的顏色并不是物體的本質(zhì)屬性，而是由被照射物體表面的光的變化引起的。 完全反射光的物體是紅色的，完全吸收光的物體是紅色的。 此外，笛卡爾、胡克等許多科學(xué)家也討論過白光色散或聚集成顏色的問題，但他們都認(rèn)為綠色是極大地集中的光，而紫色光是極大地稀釋的光。 復(fù)雜衰弱理論。 因此，在牛頓之前，棱鏡折射實(shí)際上應(yīng)該形成顏色，而不僅僅是分離預(yù)先存在的顏色。
研究
(1) 設(shè)計(jì)并進(jìn)行棱鏡實(shí)驗(yàn)
當(dāng)白光穿過無色玻璃和各種寶石碎片時(shí)，會(huì)產(chǎn)生各種顏色的絢麗光芒。 這個(gè)事實(shí)早在牛頓之前幾個(gè)世紀(jì)就已經(jīng)被人們所認(rèn)識(shí)，但直到十七世紀(jì)中葉才被人們所認(rèn)識(shí)。 牛頓通過實(shí)驗(yàn)研究了這個(gè)問題。 該實(shí)驗(yàn)被評(píng)為“物理學(xué)中最美麗的實(shí)驗(yàn)”之一。
牛頓首先做了一個(gè)著名的棱鏡實(shí)驗(yàn)光的色散是誰發(fā)現(xiàn)的，他在專著中記載：“1666年初，我制作了一面三角玻璃多面鏡，并用它來研究光的顏色。因此，我把房間漆成了黑白兩色。” ，在陽臺(tái)上打一個(gè)小洞，讓適量的陽光進(jìn)來。我把棱鏡放在光的入口處，這樣折射的光就可以打到旁邊的墻上。當(dāng)我第一次聽說由此產(chǎn)生的明亮強(qiáng)烈的光色讓我感覺很快樂。” 通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，在墻上得到了一個(gè)彩色光斑，顏色排列有紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫，牛頓把這個(gè)色斑稱為波譜。
(2)進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)獲得純譜
牛頓在上述實(shí)驗(yàn)中得到的波譜是不純的，他覺得波譜不純是因?yàn)椴ㄗV是由一系列重疊的方形黑點(diǎn)的圖像組成的。 為了獲得非常純凈的光譜，牛頓設(shè)計(jì)了一套光學(xué)儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
狹縫S被經(jīng)過透鏡的白光照射，狹縫后面放置會(huì)聚透鏡(凸透鏡)，生成狹縫S的圖像S'。然后在透鏡的光路中放置棱鏡。 結(jié)果，光線穿過棱鏡，因偏轉(zhuǎn)角度不同而被分離，從而在藍(lán)光屏幕上產(chǎn)生從紅色到紫色的光譜帶。 該光譜帶由一系列相鄰狹縫的彩色圖像組成。 如果狹縫做得很窄，重疊可以減少到最低限度，因此光譜看起來很純凈。
(3)牛頓提出解釋譜的理論
為了解釋棱鏡實(shí)驗(yàn)中白光的分解現(xiàn)象，牛頓認(rèn)為白光是由各種顏色的光組成的。 玻璃對(duì)各種顏色的光有不同的折射率。 當(dāng)白光通過棱鏡時(shí)，各種光以不同角度折射，結(jié)果被分離成色譜。 白光通過棱鏡時(shí)，會(huì)向棱鏡的斜邊偏轉(zhuǎn)，紫光的偏轉(zhuǎn)最大，綠光的偏轉(zhuǎn)最小。 三棱鏡將白光分離成各種顏色的現(xiàn)象稱為色散。 嚴(yán)格來說，光譜中存在著許多各種顏色的細(xì)線，它們都與相鄰的細(xì)線融為一體，如此平滑，以至于人們無法感知其邊界。
(4)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述理論的正確性
為了進(jìn)一步研究光的顏色，驗(yàn)證上述理論的正確性，牛頓又做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)。
牛頓在屏幕DE上打了一個(gè)小孔，用于觀察光譜，然后在其后面放一個(gè)帶有小孔的屏幕de，這樣通過小孔的光就是具有一定顏色的單色光。 牛頓在這束光束的路徑上放置了第二個(gè)棱鏡abc，并在其前面放置了一個(gè)新的觀察屏V。 實(shí)驗(yàn)表明，第二棱鏡abc只是將單色光束偏轉(zhuǎn)了一個(gè)角度，但并沒有改變光的顏色。 實(shí)驗(yàn)中，牛頓旋轉(zhuǎn)第一棱鏡ABC，使光譜中不同顏色的光穿過DE和de屏幕上的小孔。 在所有情況下，這種不同顏色的單色光都不能被第二棱鏡吸收。 當(dāng)它們?cè)俅畏纸鈺r(shí)，經(jīng)過第二檢查鏡后僅偏轉(zhuǎn)一定角度，但發(fā)現(xiàn)對(duì)于不同顏色的光，偏轉(zhuǎn)角度不同。
通過這種實(shí)驗(yàn)，牛頓得出了一個(gè)推論：白光可以分解成不同顏色的光，這種光已經(jīng)是單色的，三棱鏡無法再分解它們。
(5) 單色光復(fù)合成白光實(shí)驗(yàn)
既然白光可以分解成單色光，那么單色光也能重新組合成白光嗎？”牛頓為此做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)。將光譜放在一排小方形鏡子上，可以使光譜中的彩色光重新組合成白光。調(diào)整各個(gè)平面鏡與入射光的傾角，使各個(gè)反射光落在光幕的同一位置，從而得到紅光偏移。
牛頓強(qiáng)調(diào)，還有另一種方法可以將彩色光重新組合成白光。 將光譜繪制在圓盤上形成扇形，然后高速旋轉(zhuǎn)圓盤，圓盤會(huì)呈現(xiàn)藍(lán)色。 這些實(shí)驗(yàn)效果通常被稱為“視覺暫留效果”。 當(dāng)雙眼黃斑上形成的圖像消失后，大腦仍能保留該印象零點(diǎn)幾秒。 因此，大腦可以將快速變化的彩色圖像組合起來形成靜態(tài)的紅色圖像。 在電視屏幕或電影屏幕上，我們可以看到連續(xù)的圖像，原因就在于我們利用了人的“視覺暫留效應(yīng)”。
（六）牛頓關(guān)于光色散的研究成果
牛頓通過一系列色散實(shí)驗(yàn)和理論研究，將結(jié)果歸納為幾項(xiàng)，其要點(diǎn)如下：
① 光根據(jù)其折射率有不同的顏色。 顏色不是光的變化，而是光的固有屬性。
②同一顏色屬于同一折射率，反之亦然。
③ 顏色的類型和折射程度是光固有的，不會(huì)因折射、反射或任何其他原因而改變。
④ 必須區(qū)分原始的簡(jiǎn)單顏色和由它們組成的顏色。
⑤ 不存在本身是紅色的射線。 紅色是由所有顏色的光適當(dāng)混合形成的。 事實(shí)上，可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來重新組合光譜的顏色以獲得白光。
⑥根據(jù)以上幾條，可以解釋棱鏡使光線形成顏色的原因以及彩虹的原理。
⑦自然物體的顏色是由于該物質(zhì)反射一種光較多而反射其他光較少。
⑧ 由此可見，顏色是光（各種光線）的品質(zhì)，所以光本身不能是一種品質(zhì)。 由于顏色等品質(zhì)源于光，
（七）牛頓研究光色散現(xiàn)象的方法特點(diǎn)
由上可見，牛頓在光色散的研究中，采用了實(shí)驗(yàn)歸納—假設(shè)理論—典型化學(xué)定律實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的研究方法，并滲透了分析的方法（將白光分解為單色光）研究）和綜合方法（將單色光組合成白光）等化學(xué)研究方法。
光的色散表明光具有波動(dòng)性。 色散是由于光成分（不同顏色的光）的折射率不同而引起的，而折射率是由波的頻率決定的。
光的粒子性最典型的例子就是光電效應(yīng)。
現(xiàn)象例子彩虹
夏季雪后，在與太陽相反的方向，常常會(huì)出現(xiàn)七彩的弧線，這就是彩虹。 我們也統(tǒng)稱為彩虹。 彩虹之所以出現(xiàn)，是因?yàn)橛晏爝^后，天空中飄浮著許多微小的水滴。 當(dāng)陽光以一定角度照射時(shí)，小水滴就會(huì)被分散。 如果你觀察小水滴，就會(huì)出現(xiàn)七彩的彩虹。 色調(diào)通常有七種顏色，從外到內(nèi)：赤、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫。 在中國(guó)，還有“紅橙黃綠綠藍(lán)藍(lán)紫”的說法。 （雖然這是光色散的現(xiàn)象。）毛澤東曾在1933年夏天寫下一句話來勾勒出彩虹的色調(diào)：“赤橙黃綠青藍(lán)紫，誰手握五彩練舞，天空。 ...”
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有時(shí)在彩虹的兩側(cè)還可以看到第二道彩虹，其顏色比第一道彩虹稍淺，色序?yàn)橥庾蟽?nèi)紅。 它被稱為副彩虹或霓虹燈。
霓虹燈和彩虹的區(qū)別在于，光線在雨滴中形成二次內(nèi)反射，所以當(dāng)光線穿過雨滴照射到我們的眼瞼時(shí)，弧形色帶正好與彩虹相反。
