光的色散

你知道吗，我们所熟悉的太阳光其实是由各种颜色的光复合而成的，其本质是波长为380nm至780nm的电磁波？

当电磁波在真空中传播时，其波长与频率的乘积是固定的，为3×108m/s，就是光速。也就是说，光的波长越长，频率越低。而光本身是没有颜色的，我们所看到的“红光”或“蓝光”其实是人眼对不同波长的光的不同感觉。

当光从一种透明介质斜射入另一种透明介质时，会发生偏折，不同频率的光偏折程度不同，这样它们就会分解开来，即发生色散现象。彩虹就是一种色散现象，我们可以在雨后的天空、瀑布等场景中看到彩虹。早在战国时期就有对彩虹的记载，到唐代还有人用喷水的方法来制造彩虹，在《玄真子》中有“背日喷乎水成虹霓之状”的记载。

真正开始通过实验探究光的色散现象的是科学家牛顿。1666年初，他用三棱镜将折射的太阳光投射到白色的墙上，发现出射光按照红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色排布。他将这种按颜色排布的光带命名为光谱。

准备一个三棱镜，调整角度，让太阳光从棱镜的一个侧面射入，从另一个侧面射出，如图1所示，我们很容易就能观察到光的色散现象。那么，如果使用两个三棱镜又会发生什么现象呢？如图2所示，我们可以看到部分色光发生了更复杂的折射现象，而部分色光又复合成了白光。

如果没有三棱镜，我们也可以将平面镜放入水中来做光的色散实验。如图3所示，将平面镜的镜面朝上斜插在装有水中的容器中，这样镜面上方的水就变成了“水棱镜”。太阳光首先经过“水棱镜”发生色散，色散光经平面镜反射后又从水中进入空气中。如图4所示，调整平面镜角度，我们就能在水面上方的光屏上看到彩色的光带了。

利用“水棱镜”做光的色散实验时，水面的微小晃动都能在光屏上显现出来，阳光的角度也会影响实验的结果。其实，其中的光路并不复杂，同学们能帮我把光路画出来吗？

（指导教师：张军）