“双三棱镜色散与复合实验”辨析
光的色散实验了解光在介质中的色散规律
光的色散实验了解光在介质中的色散规律色散是指光线经过透射介质时，不同波长的光线发生不同程度的偏折现象。
我们可以通过光的色散实验来深入了解光在介质中的色散规律。
一、实验原理我们知道，光的速度在不同介质中是不同的，而且不同波长的光线会以不同的角度折射。
在光的色散实验中，我们通常使用三棱镜作为介质，通过将光线透过三棱镜使其发生偏折，然后观察不同波长的光线在屏幕上形成的光谱。
二、实验步骤1. 准备工作：将实验室环境调暗，以便更好地观察光谱。
2. 将白炽灯或激光器置于光具上，并使其发光。
3. 将三棱镜置于光线路径上，使光线以适当的角度进入三棱镜内部。
4. 在适当的距离处，将屏幕放置在出射光线的路径上，以便观察光谱。
5. 调整三棱镜的角度，使得光线经过三棱镜后在屏幕上形成连续的光谱。
6. 观察光谱，并记录下各个波长的光线发生的偏折角度。
三、实验结果与分析通过光的色散实验，我们得到了不同波长的光线在三棱镜中发生的偏折角度。
根据实验结果，我们可以得出一些结论。
1. 不同波长的光线对应着不同的颜色。
根据光的波长和频率之间的关系，我们可以将光线按照波长的大小从长到短分为七个颜色：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
这就是我们常说的七色光谱。
2. 不同波长的光线对应着不同的折射角度。
我们可以观察到，红光的波长较长，所以相对而言，红光的折射角度较小。
而紫光的波长较短，所以紫光的折射角度较大。
3. 光的色散现象是由光的不同波长在介质中以不同的速度传播而引起的。
由于不同波长的光线具有不同的能量，所以在介质中与介质分子相互作用时也会产生不同的折射情况。
这就是光的色散现象的本质。
四、实验应用光的色散实验不仅可以帮助我们了解光在介质中的色散规律，还具有一定的实际应用价值。
1. 光谱分析：通过观察光谱可以得到物质的组成和性质信息。
在天文学研究中，科学家通过观察星光的光谱，可以确定星体的成分和运动状态。
2. 光学仪器校准：光的色散实验可以用于校准光学仪器，如分光计、光谱仪等。
光的色散研究实验报告
光的色散研究实验报告一、实验目的1、观察光的色散现象，了解白光是由多种色光混合而成的。
2、探究不同色光的折射规律，测量其折射率。
3、深入理解光的折射和色散原理，以及其在实际生活中的应用。
二、实验原理当一束白光通过三棱镜时，由于不同颜色的光在玻璃中的折射率不同，导致它们的折射角度也不同。
红光的折射率较小，折射角较小；紫光的折射率较大，折射角较大。
因此，白光经过三棱镜后会被分解成七种颜色的光，即红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，这就是光的色散现象。
根据折射定律，折射率 n 等于入射角 i 的正弦与折射角 r 的正弦之比，即 n ＝ sin i ／ sin r 。
通过测量不同色光的入射角和折射角，就可以计算出它们的折射率。
三、实验器材1、光源：白色平行光光源（如钠灯）2、三棱镜3、光屏4、量角器5、直尺四、实验步骤1、调整实验装置将白色平行光光源、三棱镜和光屏依次放置在光具座上，使它们大致在同一直线上。
调整三棱镜的位置，使其折射面与平行光垂直。
2、观察光的色散现象打开光源，让白色平行光通过三棱镜，在光屏上观察到光的色散现象，记录下七种颜色光的分布位置。
3、测量入射角和折射角选择一种颜色的光，如红光，用直尺测量其入射光线和折射光线与法线的夹角，即为入射角 i 和折射角 r 。
重复测量多次，取平均值，以减小误差。
4、计算折射率根据折射定律 n ＝ sin i ／ sin r ，计算出红光的折射率。
5、依次测量橙、黄、绿、蓝、靛、紫等颜色光的入射角和折射角，并计算其折射率。
五、实验数据及处理｜颜色|入射角 i（度）｜折射角 r（度）｜折射率 n|｜｜｜｜｜｜红|＿____|＿____|＿____|｜橙|＿____|＿____|＿____|｜黄|＿____|＿____|＿____|｜绿|＿____|＿____|＿____|｜蓝|＿____|＿____|＿____|｜靛|＿____|＿____|＿____|｜紫|＿____|＿____|＿____|根据实验数据，绘制不同颜色光的折射率随波长的变化曲线。
双棱镜干涉实验误差分析及实验改进
双棱镜干涉实验误差分析及实验改进双棱镜干涉实验是大学物理实验的重要标志性实验之一。
要做好这个实验，需要深入的去认识实验，分析误差，以便在实验过程中减小误差来源。
本文通过分析和比较两种不同的虚光源间距测量方法，探究各个参量对实验结果的影响，通过不断改进实验过程，让测量结果更准确。
标签：双棱镜；干涉；误差分析；实验改进一、干涉实验测光波波长的两种方法（一）等位移法利用等位移法来测量光波波长的话可以根据如下图1来安排装置，待测光波波长可表示为[2]放已知波长λ1的He-Ne激光器，测出已知波长的He-Ne激光为光源时双棱镜分别放在B和B’时所成干涉条纹的宽度δ1和δ2，测出待测光（如钠光灯）作为光源时在上面两点分别所成干涉条纹宽度和，利用上式带入数据便可以直接计算出待测光波波长。
光路安排好以后，保持D不变并且使得不变，只需要更换光源测出相应的干涉条纹宽度，和，。
（二）虚光源法在利用双棱镜干涉测光波波长时，多数采用的方法都是测出两虚光源间距d、两虚光源到测微目镜叉丝板平面的距离D以及干涉条纹宽度，最后带入公式，这种测量方法涉及到虚光源间距的测量，我们称之为虚光源法。
在通常的实验过程，有如下两种方法来测量虚光源的间距。
1、两次成像法放一个焦距为f′的透镜L在双棱镜和测微目镜之间，当测微目镜与虚光源之间的距离d>4f′时，在两虚光源和测微目镜所在平面之间就会找到分别成放大像和缩小像的两次成像点，在测微目镜和两虚光源间前后移动凸透镜L，分别找到大像和小像，通过测微目镜测出大像d1和小像d2，代入公式，即可测得两虚光源间距。
这种方法实验原理简单，便于教师讲解及学生理解，在许多大学教学中通常都采用此种实验方法。
2、放大法在两次成像法过程中，有一种方法就是只测量一次成像，这种方法叫一次成像法，很多时候有的实验者只测量放大像，这种方法称为放大法。
具体方法便是在测微目镜叉丝板上呈现放大像时测出此时两虚光源间距d1，并且利用光具座上刻度尺得到虚光源平面、透镜、测微目镜叉丝平面的位置，计算出两次成像原理图中的和，利用比例得到两虚光源间距。
教材对牛顿光的色散实验的误读
教材对牛顿光的色散实验的误读作者：王智勇来源：《中学物理·初中》2013年第12期光的色散现象其实是一个很古老的课题.早在13世纪，就有科学家对彩虹的成因进行了研究.后来陆续有笛卡儿、马尔西等很多科学家都曾经研究过光的色散现象.最终由伟大的科学巨匠——牛顿在这一方面取得了伟大的成就.但对于牛顿所做的光的色散与复合的实验，却又衍生出不同的解释版本.下面我们就来一同来品析很多教材喜欢引用的一张图片（如苏教版物理8上教材、中师课本物理第二册等）.如图1所示，这是一张用来解释光的色散与色光复合实验的图片，这张图片沿用了近300年，很多文献也都在引用类似的图片.如图2所示，这是《牛津图解中学物理》一书中的图片.但遗憾的是这确实是一张错图.沿用了近300年且大家广泛接受的图片，怎么就变成了错图呢？下面就让我们一起来破析大多数人的疑问.疑问一：为什么是一张错图？乍看上去，教材中的插图似乎合乎情理，比较符合人们的表象思维.为了便于下面的描述，我们把教材中的插图简化为图3情况.经过A棱镜的第一次折射后，白光已经发生的色散，图中的b、c就相当于是红光和紫光.A棱镜的折射符合事实，即紫光的折射率大于红光的折射率.而在B棱镜中，f、g就代表了红光和紫光，若我们把此图旋转180度后，利用光路可逆的知识再看，就能很明显的发现此时红光的折射率大于紫光的折射率.这种现象本身就是一个绝对不可能出现的矛盾体，所以毫无疑问，这一定是一张错图.疑问二：难道光路可逆知识有问题？从表面上看，两个同样的三棱镜倒置组合，很符合光路可逆的知识.既然这是一张错图，难道此情况下光路不可逆？还是光路可逆的知识有问题？当然，光路可逆的知识没有问题，且这种情况下光路也是可逆的.关键的问题在于这个解释图纯属臆造，它首先违背了光的折射定律，人为地用光路可逆的知识去扭曲.如果严格遵循光的折射定律的话，光路图应该是如图4所示的情况.即白光经过三棱镜两次折射后，应该是已经被色散的平行单色光.为了更好的理解这一点，我们干脆将两个三棱镜紧靠在一起，这样就相当于一个玻璃砖.如图5所示，因为玻璃相对于同一种单色光的折射率是不变的，所以当一束单色光通过玻璃砖时，经过两次折射后，入射光线a和出射光线c一定是平行的.当一束白光像图6所示那样通过玻璃砖后，在第一次折射时，由于玻璃砖相对于不同单色光的折射率是不同的，因此产生了色散现象.而不同色光在第二次折射后，出射光线d和e都与入射光a平行，所以出射光线d和e 也一定平行.因此在传统的色光复合实验中，白光经过三棱镜两次折射后，出射光线是已经被色散的平行单色光带.疑问三：难道我们所看到的实验现象是假的吗？如果疑问二解释是对的，那下面的事实又如何解释？通常实验室用的光谱仪，其内部就是用两个同样的三棱镜倒置组合，而且也看到了重新复合的白光.我们很多物理老师在做光的色散与复合的实验时，用同样的办法，也能得到复合的白光.这样的现象似乎表明了第二个三棱镜起到了复合的作用，从而也似乎说明了上述传统方法是可行的.这问题到底又出在那儿呢？对于这一问题，我们不妨从科学家们最初研究光的色散实验中寻找答案.17世纪初，笛卡儿、胡克、玻意耳等科学家都做过光的色散实验，遗憾的是它们的光屏离三棱镜太近了，已经色散的单色光在一个很窄的光带中，以致于人的肉眼无法辨识，感觉仍然是复合在一起，所以看起来仍然是白光.而牛顿之所以能成功，关键在于他让从小孔进来的阳光通过棱镜投射到6、7米远的白墙上，自然就能得到充分展开、各色俱全的光谱.而在我们传统的色光复合的实验中，两个三棱镜靠得太近，所以单色光带太窄.又因为单色光带是平行光，此时无论如何移动光屏到第二个三棱镜的距离，光屏上都还是很窄的单色光带，肉眼看上去仍然是白色光.在疑问二的解释中，我们可以假设玻璃砖足够长，这样色散的光带在玻璃砖内部分散得就更加明显，二次折射后的单色光带就更宽，也就更容易看到白光经过玻璃砖两次折射后并不是白光，而是各色俱全的光谱.同理，白光经过两个倒置组合的相同三棱镜折射后，得到的也并不是白光，而是各色俱全的光谱.如果我们增大两个三棱镜之间的距离来放大单色光带的宽度，这样做其实是可行的，只是需要更大的三棱镜来实现.所以说，我们传统实验所看到的现象也不是假的，只是现象不明显，肉眼无法识别而已.疑问四：牛顿的真实实验到底是怎么做的？既然传统的色光复合实验是错误的，那么牛顿当年真实的实验又是如何做的呢？对于这个实验，牛顿设计了多个方案.我们一起来看一个较为典型的方案，如图7所示.图7中的三棱镜A、B和凸透镜组成了一个完美地轴对称图形.这个设计才科学的展现了人们习惯的光路可逆知识.白光经过A棱镜发生了光的色散，凸透镜把发散色光变为会聚色光，会聚色光又通过B棱镜进行了色光的复合，复合后的白光经过C棱镜又一次发生光的色散.实验设计之巧妙令人叫绝.通过这个方案的解析，让我们更加清晰地认识到教材中所选的图片，其实是对牛顿光的色散与色光复合实验的一种误读.希望这篇文章能对所有感兴趣的人有所启发.还科学一个真理，让错误不再重复.。
光学中的色散与光的干涉
光学中的色散与光的干涉在我们日常生活中，光无处不在，它照亮我们的世界，让我们能够看见五彩斑斓的景象。
然而，在光学的领域里，光有着许多神奇而又复杂的现象，其中色散和光的干涉就是两个非常重要的概念。
让我们先来了解一下什么是色散。
当一束白光通过三棱镜时，我们会看到它分解成了七种颜色，即红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，这就是色散现象。
为什么会发生这样的现象呢？这是因为不同颜色的光在同一介质中的传播速度是不同的。
光的频率越高，在介质中的折射率就越大，传播速度就越慢；反之，光的频率越低，折射率就越小，传播速度就越快。
在白光中，红光的频率最低，紫光的频率最高，所以当它们通过三棱镜时，由于折射率的不同，就会被分散开来，形成了我们所看到的彩虹般的颜色。
色散现象在我们的生活中有着广泛的应用。
比如，在光纤通信中，由于光的色散会导致信号的失真和衰减，因此需要采取一些措施来减少色散的影响，以保证通信的质量。
在光学仪器中，如望远镜和显微镜，色散也会影响成像的质量，所以需要使用特殊的光学材料和设计来校正色散。
接下来，我们再谈谈光的干涉。
光的干涉是指两束或多束光在相遇时，它们的光波会相互叠加，从而形成明暗相间的条纹。
这就好像两个水波相遇时会相互叠加或抵消一样。
光的干涉现象有力地证明了光具有波动性。
光的干涉分为两种类型：双缝干涉和薄膜干涉。
双缝干涉是由托马斯·杨首先进行实验观察到的。
在双缝干涉实验中，一束光通过两个相距很近的狭缝，在屏幕上会形成一系列明暗相间的条纹。
这些条纹的间距与光的波长、双缝的间距以及双缝到屏幕的距离有关。
通过对双缝干涉条纹的观察和测量，我们可以精确地确定光的波长。
薄膜干涉则在我们的日常生活中更加常见。
比如，当我们对着阳光观察肥皂泡或者水面上的油膜时，会看到五颜六色的条纹，这就是薄膜干涉的结果。
薄膜上下表面反射的光相互叠加，由于光程差的不同，某些波长的光相互加强，形成亮条纹，而某些波长的光相互削弱，形成暗条纹，从而呈现出色彩斑斓的景象。
13[1].7《光的颜色_色散》教学课件
![13[1].7《光的颜色_色散》教学课件](https://img.taocdn.com/s3/m/60fc390aba1aa8114431d92a.png)
为什么一般的照相机的镜头成淡紫色？ 增透膜只对人眼或感光胶片上最敏感的绿光 起增透作用。当白光照到(垂直)增透膜上，绿 光产生相消干涉，反射光中绿光的强度几乎是 零。这时其他波长的光(如红光和紫光)并没有 被完全抵消。因此，增透膜呈绿光的互补色— —淡紫色。
练习
1、下列现象属于薄膜干涉的有: （ ）
2、白色（复色）光的薄膜干涉 现象：明暗相间的彩色条纹 解释：由于白光是复色光，各色光的波长不同，各色 光都发生薄膜干涉，但不同颜色的光在不同的位置相互 加强，所以看起来肥皂泡是彩色的。
其它：路面上飘浮的油膜上的彩色条纹；蝴蝶等昆虫 翅膀上的彩色花纹等都是薄膜干涉。
复习回顾：
一、光的色散：含有多种颜色的光被分解为 单色光的现象。 二、薄膜干涉中的色散
返回
3、如图所示为一显示薄膜干涉 现象的实验装置，P是附有肥皂 膜的铁丝圈，S是一点燃的酒精 灯。往火焰上洒些盐后，在肥 皂膜上观察到的干涉图象应是 下图中的（ ） Ｄ
A
B
Ｃ
Ｄ
4、如右图是用干涉法检查某种厚玻璃的上表 面是否平的装置，所用单色光是用普通光源加 滤光片产生的，检查中所观察到的干涉条纹是 由哪两个表面反射的光叠加而成的( ) Ｃ A．a的上表面和b的下表面 B．a的上表面和b的上表面 C．a的下表面和b的上表面 D．a的下表面和b的下表面
单色光
标准样板 薄片 被检测平面
(a)
(b)
(c)
注：薄片厚度一般仅为零点零几毫米左右，只相当于一张纸片的厚度
薄膜干涉的应用（二） ——增透膜
镀层 薄膜
在透镜或棱镜的表面上涂上一层薄膜(一般用氟化镁)。当 薄膜的厚度适当时，在薄膜的两个表面上反射路程度恰好 等于半个波长，因而互相抵消，这就大大减小光的反射损 失，增强了透射光的强度，这种薄膜叫增透膜。
光的色散和干涉
光的色散和干涉光的色散和干涉是光学中重要的现象，它们揭示了光的波动性质和相干性。
本文将深入探讨光的色散和干涉的原理、应用以及相关实验。
一、光的色散光的色散是指白光通过光学介质后，不同波长的光会以不同的角度折射或偏离的现象。
这种现象是由于光的不同波长在介质中传播速度的差异所引起的。
实验室中常用的一种观察光的色散现象的装置是三棱镜。
将白光照射到三棱镜上，不同颜色的光会被三棱镜折射出不同的角度，形成一道七彩的光谱。
这是因为三棱镜的折射率与光的波长有关，不同波长的光在经过三棱镜时会发生不同的折射。
光的色散在实际应用中具有重要意义。
例如，它是光谱仪的基础原理，可以用于分析物质的组成和结构。
此外，还可以用于光纤通信中的色散补偿、色彩显示技术等领域。
二、光的干涉光的干涉是指两束或多束光波相遇时，根据光的波动性质产生的叠加效应。
干涉现象可以分为等厚干涉和薄膜干涉两种。
等厚干涉是指两束波长相同的光波通过透明介质时发生的干涉现象。
例如，当一束光束通过一块等厚透明玻璃板时，由于玻璃板的等厚特性，光在板内发生反射和透射，并在出射光束中形成亮暗相间的干涉条纹。
这些干涉条纹可以用于测量透明玻璃的厚度和表面的平整程度。
薄膜干涉是指光波通过薄膜表面时发生的干涉现象。
薄膜可以是光的波长量级的介质层，例如薄膜、气泡等。
根据薄膜的厚度和折射率不同，反射光的相位差也不同，从而产生明暗交替的干涉条纹。
这种干涉现象广泛应用于光学涂层、薄膜表面性质的研究以及光学仪器的设计制造等方面。
实验室中常用的干涉实验装置有马吕斯干涉仪和迈克尔逊干涉仪。
马吕斯干涉仪是基于反射式干涉原理，利用一对反射镜和一个半反射薄片来产生干涉效应。
迈克尔逊干涉仪则是基于折射式干涉原理，光束在半透明平板上发生反射和透射后再次相遇，使得干涉现象得以观察。
总结：光的色散和干涉是光学中重要的现象，揭示了光的波动性质和相干性。
光的色散是指光波在光学介质中传播速度不同而引起的不同波长光的折射角度差异。
光的色散现象观察与分析
光的色散现象观察与分析
引言
光的色散现象是物理学中一个重要的现象，在许多领域都有应用。
色散现象是指光在穿过介质时由于不同波长的光具有不同的折
射率而发生偏折的现象。
本文旨在观察和分析光的色散现象以及其
相关特性。
实验步骤
1. 准备实验装置：使用一个光源、一个平面透镜、一块三棱镜。
2. 调整实验装置：将光源放置在透镜的一侧，确保光线尽可能
平行射入透镜。
3. 观察透镜的焦点：调整透镜的位置，使光线通过透镜后汇聚
到一个点上，这个点就是透镜的焦点。
4. 放置三棱镜：将三棱镜放置在透镜后方，确保光线通过透镜
后会被三棱镜折射。
5. 观察光的色散：观察经过三棱镜折射后的光线，可以看到光
被分成不同颜色的成分，形成一道彩虹色的光谱。
分析与讨论
1. 色散现象解释：根据光的折射定律，不同波长的光在穿过介质时会发生不同程度的折射，从而导致光的色散现象。
2. 彩虹色光谱：透过三棱镜折射后，光被分成了可见光谱的不同颜色，这是因为透镜的折射率对不同波长的光有不同的影响。
3. 光的波长与色散现象：在色散现象中，波长较长的光（如红光）比波长较短的光（如蓝光）偏折角度更大。
4. 应用领域：色散现象在光学仪器、光通信和光谱分析等领域有广泛应用。
结论
实验观察到了光的色散现象，并分析了其特性和原因。
色散现象是光学中的重要现象，对于理解光的性质和应用具有重要意义。
本实验的结果对于进一步研究和应用光学有一定的参考价值。
参考文献
- 引用参考文献1
- 引用参考文献2。
光的色散现象有哪些
光的色散现象有哪些光的色散（dispersion of light）指的是复色光分解为单色光的现象。
由两种或两种以上的单色光组成的光（由两种或两种以上的频率组成的光），称为复色光。
不能再分解的光（只有一种频率），称为单色光。
一般让白光（复色光）通过三棱镜就能产生光的色散。
对同一种介质，光的频率越高，介质对这种光的折射率就越大。
在可见光中，紫光的频率最高，红光频率最小。
当白光通过三棱镜时，棱镜对紫光的折射率最大，光通过棱镜后，紫光的偏折程度最大，红光偏折程度最小。
这样，三棱镜将不同频率的光分开，就产生了光的色散。
光的色散现象有哪些光的色散现象是指复色光分解为单色光的现象。
复色光进入棱镜后，由于它对各种频率的光具有不同折射率，各种色光的传播方向有不同程度的偏折，因而在离开棱镜时就各自分散，形成光谱。
色散是对光纤的一个传播参数与频率关系的描述。
牛顿在1666年最先利用三棱镜观察到光的色散，把白光分解为彩色光带（光谱）。
色散现象说明光在介质中的速度v=c/n（或折射率n）随光的频率f而变。
光的色散可以用三棱镜、衍射光栅、干涉仪等来实现。
光的色散需要有能折射光的介质，介质折射率随光波频率或真空中的频率而变。
当复色光在介质界面上折射时，介质对不同频率的光有不同的折射率，各色光因所形成的折射角不同而彼此分离。
1672年，牛顿利用三棱镜将太阳光分解成彩色光带，这是人们首次作的色散实验。
光的色散原理光的色散原理是指光在穿过介质时，由于不同波长的光速度不同而发生的现象。
简单来说，光的色散是指光的颜色在经过介质后发生变化的现象。
这种现象可以通过将光通过三棱镜进行分光来观察。
在分光的过程中，我们可以看到不同颜色的光被分离出来，这就是光的色散现象。
光的色散现象在自然界中随处可见。
例如，当太阳光穿过大气层时，由于大气层中的气体分子对不同波长的光有不同的吸收作用，因此太阳光在穿过大气层时会发生色散现象，形成美丽的彩虹。
光的色散原理可以通过光的折射和反射来解释。
光的颜色、色散
自然界的色散现象-虹
• 阳光从水滴的上方射入，经两次折射和一 次反射产生的色散现象。
• 红光不阳光入射方向夹 42o 角，紫光则为 40o 角。 • 故红光在外，紫光在内。
紫 红
资料来源：一起速答（17suda)
自然界的色散现象-霓
• 阳光从水滴的下方射入，经两次折射和两 次反射产生的色散现象。
光的色散
• 例：太阳光照在水滴上产生彩虹是由于光 在水滴中的(A)反射 (B)反射及折射 (C)反 射及干涉 (D)反射及绕射(E)全反射及折射
解：(B) 彩虹是由于阳光从水滴的上方射入， 经两次折射和一次反射所生的色散现象
单色光、复色光
• 红光在玻璃戒其他介质中的速率最快，波 长最长，折射率最小，偏向角（入射光线 不出射光线的夹角）最小。 • 太阳辐射的光波，是一种电磁波，包括可 见光、红外线、紫外线等。
光的三原色
• 传统上，我们选择红、绿、蓝三 种色光作为光的三原色。 • 图显示以强度相同的红、绿、蓝 三原色的光，同时投射在白色光 屏上的结果。中间的白色区域为 三种色光共同混合而成。
减色法三原色
• 彩色照片戒图画是将照射它的 白光中减去一些颜色而反射所 剩下之颜色的光 • 减色法三原色是黄，青， 品红， 如黄色和品红混合产生红色。 • 减色混合形成所有的颜色，减 色法三原色相加成为黑色。
光不颜色关系
纸
光
黑
黑 黑 黑 黑 黑 黑 黑
红
红 黑 黑 红 红 黑 红
绿
黑 绿 黑 绿 绿 绿 黑
光的颜色、色散
色散现象
• 色散现象：复色光经棱镜折射后分散成各 种色光的现象 • 经由三棱镜色散后的光利用一透镜聚焦后， 再射入另一个三棱镜，结果发散的色光又 复合成复色光
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“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
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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