科普下初中物理实验光的色散实验

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　　【实验目的和要求】
　　通过实验认识光的色散现象：
　　1.白光是复色光，通过棱镜后分解成各种色光：
　　2.把各种颜色的色光合在一起可以得到白光;
　　3.单色光不能再分解成其他的色光。
　　【仪器和器材】
　　三棱镜、白色光屏(可用白墙代替)、凸透镜、平面镜、狭缝、红色玻璃和蓝色玻璃，或“白光的色散与合成演示器”。
　　【实验方法】
　　1.用平面镜引入一束日光，通过狭缝照到三棱镜上，如图2.10-1所示。调整棱镜的方位，在白色光屏上可以看到白光通过棱镜折射后得到的彩色光带。把白纸放在棱镜前，让学生看到照到棱镜上的光是白光，由此得知白光通过棱镜折射后分解成各种颜色的色光。
　　2.在棱镜和光屏中间放一个凸透镜，调整凸透镜的位置，使得由三棱镜射出的各种颜色的色光都会聚在光屏上，得到白色的亮条，表明各种颜色的色光合在一起成为白光。
　　3.在狭缝前放置红色玻璃(或蓝色玻璃)，用白纸显示出照在三棱镜上的光是红光(或蓝光)，通过三棱镜后，光改变了传播方向，但不分解，仍然是红光(或蓝光)。
　　【注意事项】
　　1.仪器要在课前组装调整好，下面的调整顺序可供参考。按图2.10-2所示大致先摆好平面镜、棱镜和光屏的位置。转动平面镜使一束日光照到棱镜上，再稍稍转动棱镜的方位，在光屏上就可以见到彩色的光带。最后再在棱镜前面放上狭缝，调整狭缝的宽度，使得光屏上的几种颜色分辨得更清楚。要注意，狭缝的宽度要适当，例如3～5毫米左右。缝越宽，屏上光带的亮度越强，但是不同色光的光带会重叠，几种颜色不容易完全辨清。
　　2.日光的强度高，平行度好，而且日光的色温较高，是理想的白光光源，实验容易做好，如果狭缝取宽一些，实验可在一般教室中进行。光源也可以用普通平行光源来代替，由于白炽灯的色温较低，光的颜色偏黄，同时，光的强度也较弱，实验需在暗室中进行。
　　3.用凸透镜把各种颜色的色光合成为白光的实验原理，如图2.10-3所示。如果在棱镜的出射面上加一个光阑，从出射面的AB部分射出的光通过光阑后照到凸透镜上。调整凸透镜的位置，使AB成实像于光屏上，实像A′B′是白色的。棱镜的出射面AB上的每一点发出的光包含了从该点射出的各种色光，并且这些不同的色光出射角是不相同的。经过凸透镜的折射，会聚在光屏上相应的像点处，每个像点都是由各种色光会聚的，因此，像A′B′是白色的。
　　实验时，应选择通光口径φ和焦距f都大一些的凸透镜。三棱镜出射光的侧面与光屏的距离要略大于透镜4倍焦距。调整凸透镜的位置，使棱镜出射光的侧面在光屏上成实像。由于凸透镜和三棱镜对不同颜色色光的吸收作用不同，以及透镜的像差、色差的影响，因此，光屏上所成的实像的颜色不是理想的白色。
　　4.本实验也可以用白光的色散与合成演示器在J2508型光的干涉、衍射、偏振演示器上完成，这时，只需用J2508的光源和单缝，在光屏上观察;注意入射光线在棱镜上的入射角约为54°，光屏则应偏离光具座57°，才能看到彩色光谱带。合成时，第二个棱镜的顶角方向与第一个相反。