光的色散实验

探究白光的色散现象
光源 三棱镜 绿 光屏 偏折最小 偏折最大 色散角 调节入射角和棱镜材质,观察色散效果

实验数据

入射角45.0°
红光折射角24.5°
紫光折射角26.8°
色散角2.3°

入射角调节

棱镜材质

七色光光谱

红 620nm 黄 580nm 绿 530nm 蓝 470nm 紫 400nm

光源控制

实验知识

光的色散:白光通过三棱镜后被分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的现象。

  • 白光是复色光,由多种色光混合而成
  • 紫光偏折最大,红光偏折最小(紫光折射率更大)
  • 牛顿最早用三棱镜实验证明白光不是单色光
  • 彩虹是自然界中的色散现象(水滴起棱镜作用)
绿

色光的三原色:红、绿、蓝

公式与原理

n_1 \sin\theta_1 = n_2 \sin\theta_2

折射定律(斯涅尔定律)。不同色光在玻璃中折射率不同:

  • 红光 n = 1.513(折射率小,偏折小)
  • 紫光 n = 1.532(折射率大,偏折大)

这就是白光能被分解的原因——不同色光的折射角不同,经过棱镜后各色光走向不同方向。

典型例题

1. 一束白光通过三棱镜后,在光屏上形成彩色光带。下列说法正确的是( )

A. 白光是单色光
B. 光带最上方是紫光
C. 红光的偏折角比紫光大
D. 白光由多种色光组成

解析:白光是复色光(排除A),紫光偏折最大在最下方(排除B),红光偏折最小(排除C)。答案选 D。

2. 雨后天空出现彩虹,这是光的( )现象。

A. 反射
B. 折射
C. 色散
D. 直线传播

解析:彩虹是太阳光经过水滴折射和反射后发生色散形成的。答案选 C。

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