物理 - 光的棱镜折射

介绍

• 棱镜是一个三角形玻璃，它有两个三角形底面和三个矩形侧面（如下所示）。

• 棱镜独特的形状使出射光线相对于入射光线方向弯曲，这个角度称为**偏向角**。

• 棱镜的两个侧面之间的角度称为**棱镜角**。

玻璃棱镜对白光的色散

• 如上图所示，棱镜将入射白光分解成一系列颜色。

• 通过棱镜看到的各种颜色按顺序排列；此顺序称为“**VIBGYOR**”。

• VIBGYOR是由以下所有颜色的首字母组成的：

  • **V** - 紫罗兰色

  • **I** - 蓝靛色

  • **B** - 蓝色

  • **G** - 绿色

  • **Y** - 黄色

  • **O** - 橙色

  • **R** - 红色

• 光束的有色成分带称为**光谱**，VIBGYOR是您在上图中看到的颜色序列。

• 光分解成不同颜色的现象称为**色散**。

• 所有颜色的弯曲角度相对于入射光线都不同；红光弯曲最少（可见于顶部），而紫光弯曲最多（见上图）。

• 由于弯曲角度不同，所有颜色都变得清晰可见。

• 牛顿是第一位使用玻璃棱镜获得阳光光谱的科学家，他得出结论，阳光是由七种颜色组成的。

• 彩虹是一种自然光谱，最有可能在下雨后出现在天空中（见下图）。

• 雨后的彩虹通常是阳光被微小水滴散射的结果。

• 大气中存在的小水滴就像小型棱镜。

• 彩虹总是形成在太阳的相反方向。

大气折射

• 光线在大气中（通常是由于空气密度变化）偏离直线路径的现象称为**大气折射**。

• 地面附近的大气折射会产生海市蜃楼，这意味着远处物体看起来升高或降低，闪烁或波动，拉伸或缩短等。

• 在晚上，星星看起来闪烁，这也是由于大气折射。

• 由于大气折射，太阳在实际日落后大约 2 分钟和实际日出前大约 2 分钟仍然可见（见下图）。

丁达尔效应

• 地球的大气主要由非均匀混合物构成，例如微小的水滴、悬浮的尘埃颗粒、烟雾和空气分子。当光束穿过这种细小的颗粒时，光束的路径会发生散射。大气中胶体粒子（大气）对光的散射现象产生了**丁达尔效应**。

• 光的散射使大气中的颗粒可见。

• 非常细小的颗粒会大量散射蓝光，而较大的颗粒会散射波长较长的光。

• 红光的波长（大约）是蓝光的 1.8 倍。