发布时间:2024-12-07 03:30:03 作者 :极线光学网 围观 : 0次
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牛顿发现一束白光通过三棱镜,由于光的折射和波长的不同,被分散成七种不同色彩的光线.这种现象叫作光的色散——三棱镜的光学原理是,偏转光线,平行光线经过三棱镜后向基底方向偏转,从而引起物方影像向三棱镜的顶端偏移。英国物理学家、数学家和天文学家牛顿(IsaacNewton,1642-1727)以极大的兴趣和热情对光学进行研究。1666年,牛顿在家休假期间用三棱镜进行了著名的色散试验。
一束太阳光通过三棱镜后,分解成几种颜色的光谱带,再用一块带狭缝的挡板把其他颜色的光挡住,只让一种颜色的光再通过第二个三棱镜,结果出来的只是同样颜色的光,由此发现了白光是由各种不同颜色的光组成的。
为了验证这个发现,牛顿又设法将几种不同的单色光合成白光,并且计算出不同颜色光的折射率,精确地说明了色散现象,揭开了物质的颜色之谜,物质的色彩是不同颜色的光在物体上有不同的反射率和折射率造成的。公元1672年,牛顿把自己的研究成果发表在《皇家学会哲学杂志》上。牛顿的分光试验使几何光学进入了一个新的领域:物理光学。
牛顿提出了光的“微粒说”,认为光是由微粒形成的,并且走的是最快速的直线运动路径。
三棱镜的原理:因为同一种介质对各种单色光的折射率不同,所以通过三棱镜时,各单色光的偏折角不同。因此,白色光通过三棱镜会将各单色光分开,形成红.橙.黄.绿.蓝.靛.紫七种色光即色散。
光学上将横截面为三角形的透明体叫做三棱镜,它是由透明材料作成的截面呈三角形的光学仪器,属于色散棱镜的一种,能够使复色光在通过棱镜时发生色散。
棱镜是透明材料(如玻璃、水晶等)做成的多面体。在光学仪器中应用很广。棱镜按其性质和用途可分为若干种。例如,在光谱仪器中把复合光分解为光谱的“色散棱镜”,较常用的是等边三棱镜;在潜望镜、双目望远镜等仪器中改变光的进行方向,从而调整其成像位置的称“全反射棱镜”,一般都采用直角棱镜。
透明材料制成的多面体,是重要的光学元件.光线入射出射的平面叫侧面,与侧面垂直的平面叫主截面.根据主截面的形状可分成三棱镜、直角棱镜、五角棱镜等.三棱镜的主截面是三角形,有两个折射面,它们的夹角叫顶角,顶角所对的平面为底面.根据折射定律光线经过三棱镜,将两次向底面偏折,出射光线与入射光线的夹角q叫做偏折角.其大小由棱镜介质的折射率n和入射角i决定.当i固定时,不同波长的光有不同的偏折角,在可见光中偏折角最大的是紫光,最小的是红光.
因为是等腰三角棱镜,系统是对称的。因为光路可逆,所以从一遍照过去,反方向回来,偏向角是一样的。
如果i不等于j,如果最小值出现在入射角是i的情况下,把光线逆过来,入射角是j的情况下也出现了最小值。
每次折射改变一次角度。由于三棱镜折射率大于空气,所以第一次入射时入射角大于折射角,光线向下偏折,第二次出射时入射角小鱼出射角,光线再一次向下偏折。于是整体出射方向就向下弯曲了。
如果你在水里制作一个空气三棱镜,从水中向三棱镜射出一束光,那么它的偏折方向就是反过来的,向上偏折。
棱镜对于不同波长的光的折射率不同,不同折射率,结合折射定律,会有不同出射角,对光进行色散。
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