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【目的和要求】 通過(guò)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)光的色散現(xiàn)象： 1．白光是復(fù)色光，通過(guò)棱鏡后分解成各種色光： 2．把各種顏色的色光合在一起可以得到白光； 3．單色光不能再分解成其他的色光。 【儀器和器材】 三棱鏡、白色光屏（可用白墻代替）、凸透鏡、平面鏡、狹縫、紅色玻璃和藍(lán)色玻璃，或“白光的色散與合成演示器”。 【實(shí)驗(yàn)方法】 1．用平面鏡引入一束日光，通過(guò)狹縫照到三棱鏡上，如圖2．10－1所示。調(diào)整棱鏡的方位，在白色光屏上可以看到白光通過(guò)棱鏡折射后得到的彩色光帶。把白紙放在棱鏡前，讓學(xué)生看到照到棱鏡上的光是白光，由此得知白光通過(guò)棱鏡折射后分解成各種顏色的色光。
2．在棱鏡和光屏中間放一個(gè)凸透鏡，調(diào)整凸透鏡的位置，使得由三棱鏡射出的各種顏色的色光都會(huì)聚在光屏上，得到白色的亮條，表明各種顏色的色光合在一起成為白光。 3．在狹縫前放置紅色玻璃（或藍(lán)色玻璃），用白紙顯示出照在三棱鏡上的光是紅光（或藍(lán)光），通過(guò)三棱鏡后，光改變了傳播方向，但不分解，仍然是紅光（或藍(lán)光）。 【注意事項(xiàng)】
1．儀器要在課前組裝調(diào)整好，下面的調(diào)整順序可供參考。按圖2．10－2所示大致先擺好平面鏡、棱鏡和光屏的位置。轉(zhuǎn)動(dòng)平面鏡使一束日光照到棱鏡上，再稍稍轉(zhuǎn)動(dòng)棱鏡的方位，在光屏上就可以見到彩色的光帶。最后再在棱鏡前面放上狹縫，調(diào)整狹縫的寬度，使得光屏上的幾種顏色分辨得更清楚。要注意，狹縫的寬度要適當(dāng)，例如3～5毫米左右?？p越寬，屏上光帶的亮度越強(qiáng)，但是不同色光的光帶會(huì)重疊，幾種顏色不容易完全辨清。 2．日光的強(qiáng)度高，平行度好，而且日光的色溫較高，是理想的白光光源，實(shí)驗(yàn)容易做好，如果狹縫取寬一些，實(shí)驗(yàn)可在一般教室中進(jìn)行。光源也可以用普通平行光源來(lái)代替，由于白熾燈的色溫較低，光的顏色偏黃，同時(shí)，光的強(qiáng)度也較弱，實(shí)驗(yàn)需在暗室中進(jìn)行。
3．用凸透鏡把各種顏色的色光合成為白光的實(shí)驗(yàn)原理，如圖2．10－3所示。如果在棱鏡的出射面上加一個(gè)光闌，從出射面的AB部分射出的光通過(guò)光闌后照到凸透鏡上。調(diào)整凸透鏡的位置，使AB成實(shí)像于光屏上，實(shí)像A′B′是白色的。棱鏡的出射面AB上的每一點(diǎn)發(fā)出的光包含了從該點(diǎn)射出的各種色光，并且這些不同的色光出射角是不相同的。經(jīng)過(guò)凸透鏡的折射，會(huì)聚在光屏上相應(yīng)的像點(diǎn)處，每個(gè)像點(diǎn)都是由各種色光會(huì)聚的，因此，像A′B′是白色的。 實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)選擇通光口徑φ和焦距f都大一些的凸透鏡。三棱鏡出射光的側(cè)面與光屏的距離要略大于透鏡4倍焦距。調(diào)整凸透鏡的位置，使棱鏡出射光的側(cè)面在光屏上成實(shí)像。由于凸透鏡和三棱鏡對(duì)不同顏色色光的吸收作用不同，以及透鏡的像差、色差的影響，因此，光屏上所成的實(shí)像的顏色不是理想的白色。 4．本實(shí)驗(yàn)也可以用白光的色散與合成演示器在J2508型光的干涉、衍射、偏振演示器上完成，這時(shí)，只需用J2508的光源和單縫，在光屏上觀察；注意入射光線在棱鏡上的入射角約為54°，光屏則應(yīng)偏離光具座57°，才能看到彩色光譜帶。合成時(shí)，第二個(gè)棱鏡的頂角方向與第一個(gè)相反。 |
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