“双三棱镜色散与复合实验”辨析

“双三棱镜色散与复合实验双三棱镜色散与复合实验””辨析

————对教学中某些实验的质疑之二对教学中某些实验的质疑之二

Analysis of "Double prism dispersion and compounding experiment"

——About the teaching experiments of six questions (Ⅱ)

王绍符王绍符

（河北大学 河北保定 071002）

说明 在中学物理教学中，有一些实验原理存在瑕疵，解读出现假象。这些实验有的出现在教科书中，有的出自第一线教师之手，却在教学中广泛流传。笔者择其显要，加以分析写成六篇短文，（即《关于“光的反射定律实验”的问题》、《“双三棱镜色散与复合实验”辨析》、《“焦耳定律实验”岂能这样做！》、《如此改进“比热容”实验的设计失去控制》、《“乒乓球漏斗实验”能够说明浮力产生的原因吗？》、《能这样验证“液体压强由重力产生”吗？》）此为第二篇。

“双三棱镜色散与复合实验” 长久以来被各种版本的中外教科书所采用，已被编入《中华人民共和国教育行业标准JY/T 0406―2010》（以下简称“标准”）， 写进了仪器目录，代号J20218,并有多家教学仪器厂生产（图1，图2）.

“标准”要求：

（1）用两个完全相同的用两个完全相同的，，顶角为6060°°的玻璃三棱镜的玻璃三棱镜，，用白炽灯作光源用白炽灯作光源..让光束通过一块三棱镜后投设到光屏上光束通过一块三棱镜后投设到光屏上，，视觉正常的人至少能分辨出光谱带中的

图 1 网上下载的某厂产品照片 图 2 某厂产品说明书中的图示

红、黄、蓝、绿、紫五种颜色紫五种颜色，，则光谱带清晰则光谱带清晰. . . （（色散色散））

（2）然后把另一个三棱镜置于第一块三棱镜后的出射光路中然后把另一个三棱镜置于第一块三棱镜后的出射光路中，，目测光屏上的七色光谱带能否还原成白光的七色光谱带能否还原成白光. . . （（复合复合））

事实上，当按（1）进行实验时，只要光屏放置得足够远，确实可以在光屏上呈现清晰的光谱带．按（2）进行实验，特别是按“实验提示实验提示实验提示”的要求：

“像（图2）那样那样，，将第二个三棱镜将第二个三棱镜倒置倒置倒置，，并紧紧地并紧紧地贴靠贴靠贴靠在第一个三棱镜后边在第一个三棱镜后边”

，原来呈现在光屏上的彩色光谱带随即消失，而呈现为一个白色的窄窄的光斑．

表面上看好像真地实现了色光的复合，其实完全是假象．

如果真的要实现色光的复合，那么就必须控制控制

控制投在第二个三棱镜上的是白光色散后充分展开的色光色散后充分展开的色光，也就是说第二个三棱镜应放在原来光屏的位置，而不应当贴靠在第一个三棱镜后边．

紧靠第一个三棱镜后边，此处白光还没有色散展开，还是白光（仅两侧有难以觉察的彩色细边）．这样实验不是色光复合为白光，而是原本就是白光．

事实上，上述实验即使第二个三棱镜放在原来光屏的位置,也不能使色光复合．因为，在此条件下相同的三棱镜有相同的折射率，有相同的偏向角，出射光将是一条各色俱全的彩色平行光带．这一点只要具有初中知识水平，按光的折射规律作图就可以发现，读者可以自己试着画画，在此就不再多说了.

具有讽刺意味的是，生产这种糊涂产品的厂家，居然在使用说明书上还有几

句明白话：“光…………通过两块棱镜的折射通过两块棱镜的折射通过两块棱镜的折射，，像…………通过一块很厚的平行玻璃板一通过一块很厚的平行玻璃板一

样，发生了平移发生了平移..”那么请问，光通过平行玻璃板时是否在玻璃板内部都曾经发生过色散又复合了呢？

注：如若使色光真正复合如若使色光真正复合，，请参见百度文库ppt 《光的色散与复合光的色散与复合》，》，或发表在或发表在或发表在《《物理通报通报》》2005年第10期的期的 “三棱镜色散与复合实验三棱镜色散与复合实验””系列文章之三系列文章之三《《浏览三棱镜光的色散复合实验复合实验》》.

2012-6-30初稿2012-7-3修订2012-7-13再修订