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如圖,注意,光線射入介質中,還未第二次射出就已經開始分散了,平行玻璃卻不會
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  • 1 # 小杰80164096

    我覺得是三稜鏡厚度不均造成的。

    白光透過不同厚度的透明物體會分散成不同頻率顏色的光。

    答得不專業,請原諒。

  • 2 # 理性科普者

    太Sunny由紅橙黃綠藍靛紫(順序不能改變)組成的,不同的色光在玻璃中的折射率不一樣,即不同的色光在玻璃中的折射角度不同,以紅光的折射角最小,紫光的折射角最大,其它的色光在這二種色光之間。如果按照折射角的由小到大的順序排到,也就是紅橙黃綠藍靛紫,這就是我們看到的一條色帶,物理學中稱為光譜。

    由於三稜鏡的厚度是不一樣的,折射光線是不平行的,所以,色光就被分開,而玻璃磚是厚度是均勻的,所有的折射光線是相互平行的,這樣色光也都是平行的,色光就不能被分離開。利用玻璃磚也可以分解太Sunny中的色光,把玻璃磚斜放入水中,利用水和玻璃磚就可以等效於三稜鏡。謝邀請!參考一下。

  • 3 # 物理那點事兒

    小夥伴們都看到過這樣的現象:一束光透過三菱鏡,在光屏上依次出現紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色的光,但是光透過平玻璃板就不會產生這種現象,而彩虹的光的順序恰與三菱鏡相反,這到底是怎麼一回事呢?下面老朱來為大家講解。

    單色光

    首先我們先來了解下什麼是單色光。

    我們平時所見的白光、即自然光,是由多種單色光組成的,現在我們知道白光由紅橙黃綠藍靛紫七種光組成,這七種中的每一種,我們稱為單色光,實際組成自然光的成分不止這七種,只不過我們肉眼可見只有這七種罷了。

    折射率

    每一種單色光的波長和頻率是不一樣的,按照紅橙黃綠藍靛紫的順序,波長逐漸變短,頻率逐漸升高。

    當光從一種介質傳播到另一種介質中時(非垂直入射),光的傳播路徑會發生偏折,我們把入射光線與法線夾角正弦值與折射光線與法線夾角正弦值得比值,稱作折射率,折射率越大,表示偏折程度越大。

    三菱鏡對光的色散原理

    對於透過同一介質不同頻率的單色光,頻率越大,波長越短的單色光,折射率越大。

    所以當把三菱鏡平放在水平桌面上時,光透過第一個面時,不同顏色的單色光已經發生色散,而第二個面與第一個面不平行,所以光透過第二個面時,分散程度進一步加大,所以折射率最大的光,會出現在最下面,而折射率最小的光會出現在最上面,單色光紅橙黃綠藍靛紫頻率依次增大,所以光屏上按這個順序排列。

    平玻璃板不發生色散原因

    實際上,平玻璃板並不是沒有發生色散,只不過色散程度太小,肉眼分辨不出罷了。

    光在透過平玻璃板第一個面時,就已經發生了色散,但由於第二個面與第一個面平行,所以分散後的光在透過第二個面後又重新平行,所以光的色散程度不大,我們用肉眼無法區分。

    彩虹形成原理

    彩虹的形成原因也是光的色散。

    當天空中剛下過雨後,空氣中會瀰漫著無數的小液滴,當太Sunny照射時,這些液滴對太Sunny有發散作用,只不過太Sunny通液滴時,會先發生折射,再在液滴底部發生反射,之後再經過一次折射,這樣折射率小的光就會從液滴下面射出,折射率大的光會從液滴上面射出,這也是為什麼彩虹形成七種顏色的順序與三菱鏡形成七種顏色的順序相反。

  • 4 # 思有邪君

    惠更斯-菲涅耳原理。現在的最合理的解釋就應該是這樣的。大家可以百度一下你就知道。因為手機書寫實在是太累了。

  • 5 # 意識物理學

    我認為,現代物理學並不能正確解釋光的反射,折射,或是衍射,偏振以及色散,成波等現象。人們對光還是不很瞭解。

    就拿色散現象來說,就是不正確的,也就是一束白光透過三稜鏡後會變成七色,六色,有時甚至是五色光。

    光學理論對這種現象的解釋是,光在稜鏡內部發生了一次折射,但未色散,從稜鏡出來,進入空氣中後,又發生了一次折射,導致發生了色散。

    認為這是因為白光內部的各色光(不是三色,而是五——七色)各具有不同的折射率導致的。

    根據光學理論,白光有白光的折射率,色光有色光的折射率,只是它們的折射率完全不確定,都是隨大隨小。

    現代物理學不知道這是為什麼?

    在特定的稜鏡條件下,各色光具有確定的折射率。其中紅光偏折最小,橙光次之,黃光再次之,依次綠,藍,靛,紫次之。

    為什麼紅光偏折最小,紫光偏折最大?解釋是波長不同。

    什麼是波長呢?光學理論認為,光是某種波動牲,就象水波一樣,一波接一波向前運動,每兩個波之間的距離都是一樣的,這個距離就叫波長。

    光學理論在需要光是粒子的時候就說光是粒子,需要光是波的時候就說光是波,所以具有了波長和頻率的屬性。

    那麼波長是由什麼決定的呢?其實波長和頻率的關係就象一個人走路時步幅和步頻的關係。

    步幅就是波長,表示人走一步多遠,步頻就是光的頻率,表示每兩步用多長的時間,這二者實際是一個問題。

    上述問題有個前提,即這個人走路的速度總是不變的。因為光速恆定。

    這意味著頻率和波長總是交變的,如果波長大了,頻率會相應變小,反之亦然。

    為什麼波長不同偏折就不同呢?或是說頻率不同偏折就不同呢?

    難道是波動性導致的?好象有道理,因為至少色光的偏折程度就是頻率越高(也即波長越短)偏折越大,比如紫光的偏折最大,頻率越低(波長越長)偏折越小,比如紅光就是如此。

    但問題是光只在不同的媒質面上才會產生折射,比如光從空氣進入水中會折射,從水中進入空氣中也會折射,但折射的程度不一樣。

    再比如光從空氣進入玻璃中再出來,也會發生兩次折射,而在同一媒質中只會直線向前。

    如果真是波動性導致的,光應該在任何時候都會發生偏折?那樣白光就不會生成,其他複色光也不會出現,因為在傳播中就會色散。

    但事實並非如此,色散現象是極少出現的,所以也不知道光為什麼會偏折?

    光的顏色又是怎麼回事呢?關於這一點,只知道光的顏色與頻率或波長有一定的關係,畢竟不同的頻率或波長的光有不同的顏色。

    但有個問題,那就是既然色來自質子和中子,而同時色又來自光,那光和質子和中子又有什麼關係呢?

    現代物理學認為電子會發光,但不清楚質子和中子會不會發光,當然物理學知道核也是有核能的,並且可以轉化為光,但還是不知道色和色光的關係。

    再回到光的色散上來。

    如上所述,由於存在很多疑問,所以現代物理學不能很好地解決光學的諸多問題,其中自然包括色散問題。

    而我的光學理論(光論)可以全面而合理地解釋幾乎所有光學現象。

    光為什麼透過三稜鏡會色散呢?

    光透過三稜鏡,指的是光波穿三稜鏡物質而過。那麼為什麼光波會透過三稜鏡呢?

    那什麼是光波呢?在我的理論中(意識力學),光波就是由光粒子(本論稱基子)排列而成的運動佇列。

    光波分橫波(又叫面波)和縱波(又叫束波)兩種,面波是基粒子排成一個面向前平進,束波是基子排成一束向前運動。

    不論是橫波縱波,波的主要特點是波內各粒子保持定距。

    如果在傳播中因某種干擾導致波內粒子失去定距排列,必須立即自動恢復原來的波間距(波內粒子間的距離)。

    如果粒子無力恢復(萬能運動者的能力也不是無限的),那一定是撞上了什麼東西(如核,電子,基子等)。這時這個粒子要麼被吸收,要麼被反射,總之不在波中了。

    其離開後留下的空位必須及時補員,因為波間距一旦超過基子的感知範圍(即感知域),相鄰基子就會互不感知,波就不能形成。

    上面講的波只是一個波(即愛因斯坦所謂的光子),但我們平時說的光波指的是具有某種頻率的光波(即是由無數個波組的)。是以特定波長一個接一個飛馳而來的光波。

    至於這個波的頻率和波長是多少?由發光者(核與電子)的輻射頻率所決定,頻率和波長就是這麼來的。

    至於我們遇到的光是單色波還是複色波還是白光?這完全由發光者決定。

    再回答光波為什麼可以透過三稜鏡?

    光不但可以透過玻璃,稜鏡,透鏡這些透明物,還可以透過那些不透明物,比如氣體和液體,還可以透過固體物。

    光波對任何物質都具有一定的穿透力,也叫透過力,又豈只是三稜鏡?

    為什麼光波可以透過物質呢?

    因為光波是由具有意識能力的基子列隊前進的,具有保持定距和自動補位的意識力。

    當一個面波進入氣體或液體物時,由於物質是由原子列隊形成的,原子核之向有很大的空隙地帶(即電子活動的區域),所以不但光波可以任意飛行,就是聲波,味波,甚至物體都可以透過,人不是在大氣中任意行走嗎?

    所以光波進入物質中更是任意縱橫,不可阻擋,是所有物質中遇到阻力最小的。

    但物質中對任何經過者都是有阻力的,那怕是光波也是如此。

    光波在物質中遇到的阻力叫光阻。

    阻力是怎麼形成的呢?因為光波在穿越物質時顯然是不能直線飛行的,那樣必將撞核,撞電子,撞光子等等。

    所以光在物質中運動是曲進運動,即基子會不斷地拐彎以避開核與電子,這是由基粒四性(喜曲厭直,喜聚厭分,喜新厭舊,喜群厭單)所決定的。

    這決定了基子既能合成質子電子(即包),又不會輕易與物相撞,雖然基子是萬世不滅之子,萬劫不毀之體!但它拒絕相撞。

    曲進性導致了光波在物質中運動不可能以光速進行,而會減速。

    其實基子前進速度還是光速,只是繞來繞去多跑了路程,使人誤以為其運動慢了。

    其次,光波進入氣體和液體中,其傳播方式是面波,因為氣體和液體的一個共同特點就是原子核均勻分佈,不象固體有顆粒結構。

    這就是為什麼氣體和液體都透明,因為面波可以自由來往。

    但是光波在任何物質中運動都會有損耗,光會分為三部分。一,反射光,光波打到任何物面都有一部分光孑會反彈掉。二,吸收光,被核與電子吸到肚子裡的部分。三,散射光,即基粒子撞到核上發生散射的部分。

    由此可見,光雖然有穿透物質的能力,但也損失了很多粒子,由於基子可以定距補位,所以波不會消失。

    顯然,物質的密度越大,光波粒子被反射,散射,吸收的就越多,波的損耗就越大,同時速度也越慢。反之亦然。

    於是答案就出現了。

    為什麼光會產生折射呢?光在一種媒體中,損耗率總是一樣的,所以光波一邊前進,一邊收縮(補位),補位率也是一樣,這就導致光宏觀上表現為直線傳播。

    如果突然從一種媒質進入另一種媒質中,那麼物質的密度就會改變,光波的損耗率也會突然改變,補位率也會改變,在介面上就會出現折射現象。

    折射的規律是,當光從光阻小的物質中進入光阻大的物質中時,如光從空氣進入水中(水的密度大於空氣,所以水的光阻相應大於空氣),這時光會向內折射,因為損耗大嘛,所以光波收縮也大。

    當光從光阻大的物質中進入光阻小的物質中,如光從水中進入空氣中,由於光阻突然變小,損耗率也減少,光波的收縮度相對變大,於是就出現了折射,但這種折射是外折射,也就是光波向四周擴充套件了。

    這就是折射的本質。

    知道了折射的本質,那麼色散就容易理解了,因為、光波透過三稜鏡會發生兩次折射,而在第二次折射時才發生了色散。

    三稜鏡就是個阻光片,它本身沒有什麼奧妙之處,僅僅起了個阻光的作用,但為什麼不是折射而是色散呢?

    光波透過三稜鏡,由於光阻不等,窄處光阻自然小,損耗粒子少,而越往寬處,光阻自然大,波粒子損耗多,所以一個光波過去後,就會出現波密差。

    什麼是波密差呢?原本一樣的波密,由於各自經過了光阻不同的路徑,損耗了不同的波粒子,於是導致了波密差。

    由於波內粒子有自動補位,恢復原來的波間距的能力,所以導致波內粒子從波密高的地方向波密低的地方補位,

    因為三稜鏡是窄處過光多,波密為高,寬處過光少,損耗大,波密為低,而補位或或者說折射方向自然是高補低,所以光粒子向低波密處折射。如我們看到的那樣。

    但折射並不會導致色散,三稜鏡卻能導致色散,為什麼呢?這是因為發生了“滑波“現象。

    折射不會導致波密差,所以不會色散,但三稜鏡導致了波密差,形成定向補位,不但導致兩次折射,還導致了“滑波"。

    什麼是“滑波“呢?

    本來白光中含著無數光波,既有可見光也有不可見光。我們只說可見波。

    一束白光穿過三稜鏡後,各色波本來面積相等,因為源於同一束光,但透過三稜鏡後,由於出現了波密差和定向(折射方向)補位,折射率不同就表現出來了。

    其中紅光的偏折方向最小,黃光大一些,綠光再大些,藍光再大些,紫光偏折最大,這是為什麼呢?

    這是因為各色波的波密不同,其中紅光波密最大,綠光居中,藍光波密最小。

    波密越大,其色越濃,穿過力越強,抗偏折力越大。反之,波密越小,其色越淡,穿透力越弱,抗折射力越小。

    這很容易理解,在光阻一定的情況下,波密越高,損耗相對就小,補位幅度就小,偏折度自然小。

    反之,波密原來就比較低,同樣的損耗下,波密差就大些,補位導致的偏折就大。

    這就是為什麼紅光偏折最小,紫光偏折最大,其他色光,依次變化。這就叫“滑波“,即各色波因折射不同而出現了“錯位“。

    正是三色波的錯位導致了複色光的出現,在紅波與綠波重疊的地方出現了橙光與黃光,在藍波與綠波重疊的地方出現了青光,靛藍光,在紅波與藍波重疊的地方形成紫光。

    色散就是這樣形成的。

    總結一下就是,白光束透過三稜鏡後,由於三稜鏡對各色光相同的損耗,導致本來波密各異的各色波產生了不同的波密差。而波密差導致的定向補位形成了不同的折射度,而不同的折射度形成各色波的“滑波“現象,又導致了單色與複合色的出現。

    光波的偏折度是由三稜鏡決定的,三稜鏡寬,光波的損耗率就大,波密差就大,偏折度就大。反之,三稜鏡窄,損耗率就小,波密差就小,偏折度也就小。

    天上的彩虹也是此理,即天空中出現了一個膨脹著的水汽球,由於熱膨脹,使其呈球形,但由於熱中遇冷,水汽發生了凝結,其分子出現了電子軌道的勾連,將膨脹的氣體包裹住,但水汽凝結只是薄薄的一層,形成一個球狀水汽面。

    為什麼肥皂水容易起泡?併產生色散?就是肥皂水產生了類似彩虹球那樣的水汽泡,只不過彩虹球靠的是遇冷凝結,而肥皂水靠的肥皂的化學特性,其也能把水分子連起來形成膜片,都是在空氣中造出了一個球狀的薄膜層。

    這個薄膜層具有反射與折射光波的特性,當太Sunny照到層上,就象照到三稜鏡上一樣(只不過三稜鏡是直面,而彩虹球是曲面,三稜鏡產生的色波是直的,彩虹球產生的色光自然是彎曲的),使光線產生了兩次折射,而且折射率非常大(因為彩虹球非常大,損耗率也大),你必須和太陽在同一方向,並且背對太陽才能看到。

    人們認為彩虹球內部是由小水珠構成的,但問題是小水珠比空氣重,它一定落下來形成降雨。

    所以彩虹球內部仍然是水汽為主,並生成向上的升力,才能把彩虹膜撐成球形。

    只有彩虹膜才是冰晶結構,薄薄的一層,靠固結力連在一起,罩住了膨脹的氣體。

    太Sunny並不是在掠過球面邊緣產生的折射,此處不會導致色散,而是照在球面上特定的部位,此處產生的色散正好能讓人看到。

    所以人只有處在合適的角度才能正好看到某個部位產生的折射,其實色散處處都在發生,只是看不到而已。

    這個球面不但能產生色散,還能對光反射,象鏡子那樣把別處射來的光再反射到另一地,海市蜃樓就是這麼形成的。

    限於篇幅,只能到此為止了。

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