Question

光的色散

Answer 1

  在生活中，我们可以看到很多不同颜色的光，有很多单一色的光，但多色的光的现象，就比如彩虹一现象，彩虹看起来由非常多不同颜色的光组成，红色，黄色，蓝色，绿色等等...如图：

我们通常看到的光就是一种颜色，单一的颜色，但是彩虹这是一种特殊的现象，它是一种多色的光，光在穿过某种介质的时候会衍射出多种不同的颜色，在生活中这类现象也是很常见的，在我家鱼缸上也可以看到这样的现象，这一类现象也就叫做光的色散。当光穿过不同的介质的时候，会发生色散现象。此时我有一个问题：光到底是复合色还是单一色的呢？也就光到底是什么颜色？再说这个问题之前我们先来看看到底为什么会有光色散，为什么光通过不同介质会分散出不同的颜色的光？我猜想是因为光在通过某种介质时所发生的折射率不同，射入的光本身就不一样，他们的特性也各不相同，折射率都不一样。我们需要设计一个实验来验证一下：

  这个实验首先就要有不同颜色的光，然后让他们发生折射，看看他们的折射率会不会一样。实验仪器：三种不同颜色的激光笔，透明盛水容器。实验材料：水。首先将水倒入透明的盛水容器，然后我们分别将三种不同颜色的激光笔在同一入射角射入水中，看看它们的折射率分别是多少？如图：

可以发现红光，绿光，还有紫光三种不同颜色的激光笔在同一入射角射入水中，折射率是不一样的，和法线之间形成的角度也各不相同红光的折射角更小、绿光的折射角更大，紫光的最大。这也可以证明我们的猜想是对的，不同颜色的光本身的特性不一样，折射率也不一样。那么如果我们将这三束激光笔合成一条射线照射入水中，其实就会在水中分散成红，绿，紫三条光线。如图：

这也证明了光是由多种不同颜色组成的，是一种复合光。就像我们所看到的太阳光，其实就是很多种颜色的光组合在一起的，很多种颜色的光组合在一起，也就是白光。

  同样我们也可以用光的色散原理来解释彩虹现象。可以用光路图来解释，如图：

在生活中，我们可以很多颜色的东西，就比如一片五角枫：

我们为什么可以看到它是红色，而不是别的颜色呢？我们看到这片叶子，是因为光照到上面反射到了我们的眼睛里，这个叶子是红的，当然就是红色反射到我们的眼睛里，那其他的颜色去到了哪里呢？如果别的颜色也被反射，那我们应该可以看到，但是我没有看到，就说明别的颜色被吸收了、只有红色这种光反射到我们的眼睛里，所以我们看到的照片叶子就是红色的。在生活中，有两种颜色是非常特殊的，就是黑色和白色。如图：

一件黑色的衣服，我们看不到任何别的颜色、只有黑，当复合光照到黑色衣服上之后所有的颜色其实都被黑色所吸收，最终也就没有别的颜色，只是黑洞洞的一片，就像是我们在漆黑的夜晚看到的景象一样。

白色就与黑色截然相反，复合光在照到这朵白色的花上的时候，所有的颜色都被反射到了我们的眼睛里，所有的颜色加在一起其实就构成了白色，所以我们看到的这种花才是白色的。