芒果视频下载

介質

光(guang)(guang)的(de)色(se)(se)(se)散(san)需要(yao)有能折(zhe)射光(guang)(guang)的(de)介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)，介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)折(zhe)射率(lv)隨光(guang)(guang)波頻(pin)率(lv)或真(zhen)空中的(de)頻(pin)率(lv)而(er)(er)變。當復色(se)(se)(se)光(guang)(guang)在(zai)介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)界面上折(zhe)射時，介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)對不同(tong)頻(pin)率(lv)的(de)光(guang)(guang)有不同(tong)的(de)折(zhe)射率(lv)，各(ge)色(se)(se)(se)光(guang)(guang)因所形成的(de)折(zhe)射角不同(tong)而(er)(er)彼此分離。1672年(nian)，牛頓利用三棱鏡將太(tai)陽光(guang)(guang)分解成彩色(se)(se)(se)光(guang)(guang)帶，這是人們首次作的(de)色(se)(se)(se)散(san)實驗(yan)。通常(chang)介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)折(zhe)射率(lv)n或色(se)(se)(se)散(san)率(lv)與頻(pin)率(lv)的(de)關系來(lai)描述色(se)(se)(se)散(san)規(gui)律。任何介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)色(se)(se)(se)散(san)均可(ke)分正常(chang)色(se)(se)(se)散(san)和(he)反常(chang)色(se)(se)(se)散(san)兩(liang)種。

光波

光的色散當然還要有光波。光波都有一定的頻率，光的顏色是由光波的(de)(de)頻率(lv)決定的(de)(de)，在(zai)(zai)可(ke)見光(guang)(guang)區(qu)域，紅(hong)光(guang)(guang)頻率(lv)最小(xiao)，紫(zi)光(guang)(guang)的(de)(de)頻率(lv)最大，各種頻率(lv)的(de)(de)光(guang)(guang)在(zai)(zai)真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)中(zhong)傳播(bo)的(de)(de)速(su)(su)(su)度都(dou)相同(tong)，約等于3.0×108m/s。但(dan)是不同(tong)頻率(lv)的(de)(de)單色(se)光(guang)(guang)，在(zai)(zai)介質(zhi)中(zhong)傳播(bo)時由于與介質(zhi)相互作用，傳播(bo)速(su)(su)(su)度都(dou)比在(zai)(zai)真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)中(zhong)的(de)(de)速(su)(su)(su)度小(xiao)，并且(qie)速(su)(su)(su)度的(de)(de)大小(xiao)互不相同(tong)。介質(zhi)對(dui)紅(hong)光(guang)(guang)的(de)(de)折射(she)率(lv)小(xiao)，對(dui)紫(zi)光(guang)(guang)的(de)(de)折射(she)率(lv)大。當不同(tong)色(se)光(guang)(guang)以相同(tong)的(de)(de)入射(she)角射(she)到三棱鏡上，紅(hong)光(guang)(guang)發生的(de)(de)偏折最少，它在(zai)(zai)光(guang)(guang)譜(pu)中(zhong)處在(zai)(zai)靠(kao)(kao)近(jin)頂(ding)角的(de)(de)一端。紫(zi)光(guang)(guang)的(de)(de)頻率(lv)大，在(zai)(zai)介質(zhi)中(zhong)的(de)(de)折射(she)率(lv)大，在(zai)(zai)光(guang)(guang)譜(pu)中(zhong)也就排列(lie)在(zai)(zai)最靠(kao)(kao)近(jin)棱鏡底邊的(de)(de)一端。

基本原理

在光學(xue)中，將復色光分解(jie)成(cheng)單色光的(de)過程(cheng)，叫光的(de)色散。

由(you)兩種或兩種以上(shang)的(de)(de)單色(se)光(guang)(guang)組(zu)成(cheng)的(de)(de)光(guang)(guang)（由(you)兩種或兩種以上(shang)的(de)(de)頻率組(zu)成(cheng)的(de)(de)光(guang)(guang)），稱為復色(se)光(guang)(guang)。不能再分解的(de)(de)光(guang)(guang)（只有一(yi)種頻率），稱為單色(se)光(guang)(guang)。

注：眼睛的色(se)覺(jue)細胞(bao)接收(shou)到不同(tong)頻(pin)率的可見光(guang)時(shi)，感覺(jue)到的顏(yan)色(se)不同(tong)，顏(yan)色(se)是不同(tong)頻(pin)率的光(guang)對色(se)覺(jue)細胞(bao)的刺激而產(chan)生的。）

一般讓白(bai)光(guang)(guang)（復色光(guang)(guang)）通(tong)過三棱鏡就能產生(sheng)光(guang)(guang)的色散(san)(san)。對(dui)同(tong)一種介(jie)質，光(guang)(guang)的頻率越高，介(jie)質對(dui)這種光(guang)(guang)的折(zhe)射(she)率就越大。在可見光(guang)(guang)中，紫光(guang)(guang)的頻率最(zui)高，紅光(guang)(guang)頻率最(zui)小。當白(bai)光(guang)(guang)通(tong)過三棱鏡時，棱鏡對(dui)紫光(guang)(guang)的折(zhe)射(she)率最(zui)大，光(guang)(guang)通(tong)過棱鏡后(hou)，紫光(guang)(guang)的偏折(zhe)程(cheng)(cheng)度最(zui)大，紅光(guang)(guang)偏折(zhe)程(cheng)(cheng)度最(zui)小。這樣，三棱鏡將(jiang)不(bu)同(tong)頻率的光(guang)(guang)分開，就產生(sheng)了光(guang)(guang)的色散(san)(san)。

復色光(guang)分解為單色光(guang)而形(xing)成光(guang)譜的現象叫做(zuo)光(guang)的色散。（白光(guang)散開后單色光(guang)從(cong)上到下依次為“紅(hong)、橙、黃、綠(lv)、藍(lan)、靛、紫七種顏色。）

色(se)散可(ke)(ke)(ke)以利用三棱(leng)鏡或光(guang)(guang)(guang)(guang)柵等作(zuo)為“色(se)散系統(tong)”的(de)(de)儀器(qi)來實現。將(jiang)顏(yan)(yan)色(se)按(an)一定(ding)順序排列(lie)形成光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)。光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)（spectrum）是(shi)復(fu)色(se)光(guang)(guang)(guang)(guang)經過(guo)色(se)散系統(tong)（如棱(leng)鏡、光(guang)(guang)(guang)(guang)柵）分光(guang)(guang)(guang)(guang)后，被色(se)散開的(de)(de)單色(se)光(guang)(guang)(guang)(guang)按(an)頻(pin)率(lv)（或波(bo)(bo)長）大(da)小而依(yi)次排列(lie)的(de)(de)圖(tu)案，全稱(cheng)為光(guang)(guang)(guang)(guang)學(xue)頻(pin)譜(pu)(pu)。光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)中最大(da)的(de)(de)一部(bu)分可(ke)(ke)(ke)見光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)是(shi)電磁波(bo)(bo)譜(pu)(pu)中人眼可(ke)(ke)(ke)見的(de)(de)一部(bu)分，在這(zhe)個頻(pin)率(lv)范圍內的(de)(de)電磁輻射被稱(cheng)作(zuo)可(ke)(ke)(ke)見光(guang)(guang)(guang)(guang)。光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)并(bing)沒有(you)包含人類大(da)腦視覺所能區別(bie)的(de)(de)所有(you)顏(yan)(yan)色(se)，譬(pi)如褐色(se)和粉(fen)紅(hong)色(se)。

法(fa)國數學家柯西發現(xian)折射率和光頻的(de)關系，可(ke)以用一個級數表示：

n(f)=a+bf2+cf4。

其(qi)中a，b，c是三(san)個(ge)柯(ke)西(xi)(xi)(xi)色(se)散(san)系數，因(yin)不同(tong)的物質而不同(tong)。只須測定三(san)個(ge)不同(tong)的頻率(lv)下(xia)的折射率(lv)n(f)，代入柯(ke)西(xi)(xi)(xi)色(se)散(san)公式(shi)中可得(de)到三(san)個(ge)聯(lian)立方(fang)程式(shi)，解(jie)這組(zu)聯(lian)立方(fang)程式(shi)就(jiu)可以得(de)到這物質的三(san)個(ge)柯(ke)西(xi)(xi)(xi)色(se)散(san)系數。有了三(san)個(ge)柯(ke)西(xi)(xi)(xi)色(se)散(san)系數，就(jiu)可以計算(suan)出其(qi)他頻率(lv)下(xia)的折射率(lv)不需要再測量。

除了柯(ke)西色(se)散公(gong)(gong)式(shi)(shi)之外(wai)，還有其他的色(se)散公(gong)(gong)式(shi)(shi)。如(ru)Hartmann色(se)散公(gong)(gong)式(shi)(shi)、Conrady色(se)散公(gong)(gong)式(shi)(shi)、Hetzberger色(se)散公(gong)(gong)式(shi)(shi)等。

復色光(guang)(guang)(guang)分解為單色光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)現(xian)象叫(jiao)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)色散(san)。牛頓在1666年最先利用(yong)三棱(leng)鏡觀察到(dao)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)色散(san),把白光(guang)(guang)(guang)分解為彩色光(guang)(guang)(guang)帶（光(guang)(guang)(guang)譜(pu)）。色散(san)現(xian)象說明光(guang)(guang)(guang)在介(jie)質中的(de)(de)速度v（或光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)色散(san)折射(she)率n=c/v）隨光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)頻率f而變。光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)色散(san)可以用(yong)三棱(leng)鏡、衍(yan)射(she)光(guang)(guang)(guang)柵、干涉儀等來(lai)實現(xian)。

白(bai)光是(shi)由紅、橙(cheng)、黃、綠、藍、靛、紫(zi)等(deng)各種色(se)光組成(cheng)(cheng)的，由單色(se)光混合而(er)成(cheng)(cheng)的光叫做(zuo)(zuo)復色(se)光。不能再分解(jie)的色(se)光叫做(zuo)(zuo)單色(se)光。

色(se)散(san)可以利(li)用棱(leng)鏡或光(guang)柵等作(zuo)為“色(se)散(san)系統”的儀器來實現。

光的(de)三基色：紅(hong)，綠，藍

另外(wai)，我們看(kan)的(de)電視的(de)熒光粉也是(shi)這(zhe)種組合(he)，你(ni)到彩電跟前(qian)看(kan)看(kan)CRT就是(shi)這(zhe)樣，不過別看(kan)你(ni)面前(qian)電腦(nao)的(de)監視器，他的(de)像素點太(tai)小了，肉眼分辨(bian)不出來的(de)。RGB這(zhe)三(san)種顏色(se)的(de)組合(he)，幾乎(hu)形成所有(you)的(de)顏色(se)。

紅，綠，藍(lan)被(bei)稱為(wei)光的“三(san)原(yuan)色”，是因為(wei)自然界(jie)紅、綠、藍(lan)三(san)種顏(yan)色是無法用其(qi)它顏(yan)色混合(he)而成(cheng)的，而其(qi)他顏(yan)色可以(yi)通過紅、綠、藍(lan)光的適當混合(he)而得(de)到的，因此紅、綠、藍(lan)三(san)種顏(yan)色被(bei)稱為(wei)光的“三(san)原(yuan)色”。

當復(fu)色(se)(se)(se)光(guang)在(zai)介(jie)質界面上(shang)折(zhe)(zhe)射(she)(she)(she)時(shi)，介(jie)質對不同(tong)頻(pin)率的(de)光(guang)有不同(tong)的(de)折(zhe)(zhe)射(she)(she)(she)率，各色(se)(se)(se)光(guang)會因折(zhe)(zhe)射(she)(she)(she)角不同(tong)而彼此(ci)分(fen)離。1672年，牛頓利用三棱鏡將色(se)(se)(se)散(san)(san)太陽光(guang)分(fen)解成彩色(se)(se)(se)光(guang)帶(dai)，這是人們首次作(zuo)的(de)色(se)(se)(se)散(san)(san)實驗。通(tong)常用介(jie)質的(de)折(zhe)(zhe)射(she)(she)(she)率n或色(se)(se)(se)散(san)(san)率與頻(pin)率的(de)關系(xi)來描述色(se)(se)(se)散(san)(san)規律。任何(he)介(jie)質的(de)色(se)(se)(se)散(san)(san)均可分(fen)正常色(se)(se)(se)散(san)(san)和反常色(se)(se)(se)散(san)(san)兩種(zhong)。

復色(se)(se)(se)(se)光(guang)(guang)分(fen)解(jie)為單色(se)(se)(se)(se)光(guang)(guang)而形成光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)現象。讓一(yi)(yi)束白(bai)光(guang)(guang)射(she)到(dao)(dao)玻璃棱鏡(jing)(jing)上，光(guang)(guang)線經過(guo)棱鏡(jing)(jing)折射(she)以(yi)后就在另一(yi)(yi)側(ce)面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)白(bai)紙(zhi)屏(ping)上形成一(yi)(yi)條彩色(se)(se)(se)(se)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)帶，其顏色(se)(se)(se)(se)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)排列是(shi)(shi)靠(kao)近棱鏡(jing)(jing)頂角端(duan)是(shi)(shi)紅(hong)色(se)(se)(se)(se)，靠(kao)近底邊的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)端(duan)是(shi)(shi)紫色(se)(se)(se)(se)，中(zhong)間依次是(shi)(shi)橙黃綠藍靛(dian)，這(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)帶叫光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)。光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)中(zhong)每一(yi)(yi)種(zhong)色(se)(se)(se)(se)光(guang)(guang)不(bu)(bu)(bu)能再分(fen)解(jie)出(chu)其他色(se)(se)(se)(se)光(guang)(guang)，稱它為單色(se)(se)(se)(se)光(guang)(guang)。由單色(se)(se)(se)(se)光(guang)(guang)混合而成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)叫復色(se)(se)(se)(se)光(guang)(guang)。自然(ran)界(jie)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)太陽光(guang)(guang)、白(bai)熾(chi)電燈和日光(guang)(guang)燈發出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)都是(shi)(shi)復色(se)(se)(se)(se)光(guang)(guang)。在光(guang)(guang)照到(dao)(dao)物(wu)(wu)體(ti)(ti)上時，一(yi)(yi)部分(fen)光(guang)(guang)被物(wu)(wu)體(ti)(ti)反射(she)，一(yi)(yi)部分(fen)光(guang)(guang)被物(wu)(wu)體(ti)(ti)吸收。如果物(wu)(wu)體(ti)(ti)是(shi)(shi)透明的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，還有一(yi)(yi)部分(fen)透過(guo)物(wu)(wu)體(ti)(ti)。不(bu)(bu)(bu)同(tong)物(wu)(wu)體(ti)(ti)，對不(bu)(bu)(bu)同(tong)顏色(se)(se)(se)(se)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)反射(she)、吸收和透過(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況不(bu)(bu)(bu)同(tong)，因此(ci)呈(cheng)現不(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)色(se)(se)(se)(se)彩。

光(guang)(guang)波都有一(yi)定(ding)的(de)(de)頻率(lv)(lv)，光(guang)(guang)的(de)(de)顏色(se)(se)(se)是由光(guang)(guang)波的(de)(de)頻率(lv)(lv)決定(ding)的(de)(de)，在(zai)(zai)可見光(guang)(guang)區域，紅光(guang)(guang)頻率(lv)(lv)最小(xiao)，紫光(guang)(guang)的(de)(de)頻率(lv)(lv)最大，各種頻率(lv)(lv)的(de)(de)光(guang)(guang)在(zai)(zai)真空中(zhong)(zhong)(zhong)傳播(bo)的(de)(de)速(su)度都相(xiang)同(tong)(tong)，等于(yu)(yu)3.0×108m/s。但是不(bu)同(tong)(tong)頻率(lv)(lv)的(de)(de)單色(se)(se)(se)光(guang)(guang)，在(zai)(zai)介(jie)質(zhi)中(zhong)(zhong)(zhong)傳播(bo)時由于(yu)(yu)與介(jie)質(zhi)相(xiang)互(hu)作用，傳播(bo)速(su)度都比在(zai)(zai)真空中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)速(su)度小(xiao)，并且速(su)度的(de)(de)大小(xiao)互(hu)不(bu)相(xiang)同(tong)(tong)。介(jie)質(zhi)對紅光(guang)(guang)的(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)率(lv)(lv)小(xiao)，對紫光(guang)(guang)的(de)(de)折(zhe)(zhe)率(lv)(lv)大。當不(bu)同(tong)(tong)色(se)(se)(se)光(guang)(guang)以相(xiang)同(tong)(tong)的(de)(de)入(ru)射(she)角射(she)到(dao)三(san)棱(leng)(leng)鏡(jing)上，紅光(guang)(guang)發生的(de)(de)偏折(zhe)(zhe)最少，它在(zai)(zai)光(guang)(guang)譜(pu)中(zhong)(zhong)(zhong)處在(zai)(zai)靠(kao)(kao)近(jin)頂角的(de)(de)一(yi)端(duan)。紫光(guang)(guang)的(de)(de)頻率(lv)(lv)大，在(zai)(zai)介(jie)質(zhi)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)率(lv)(lv)大，在(zai)(zai)光(guang)(guang)譜(pu)中(zhong)(zhong)(zhong)也(ye)就排列在(zai)(zai)最靠(kao)(kao)近(jin)棱(leng)(leng)鏡(jing)底邊(bian)的(de)(de)一(yi)端(duan)。

夏天(tian)雨后，在朝著(zhu)(zhu)太(tai)陽(yang)那一邊的(de)(de)天(tian)空(kong)上，常常會出(chu)現彩(cai)色的(de)(de)圓(yuan)弧，這(zhe)就(jiu)是虹(hong)(hong)。形(xing)成虹(hong)(hong)的(de)(de)原(yuan)因就(jiu)是下雨以(yi)后，天(tian)上懸浮(fu)著(zhu)(zhu)很多(duo)極小的(de)(de)水(shui)(shui)滴(di)(di)，太(tai)陽(yang)光沿(yan)著(zhu)(zhu)一定角(jiao)度射入，就(jiu)在這(zhe)些小水(shui)(shui)滴(di)(di)中發生了(le)色散(san)，朝著(zhu)(zhu)小水(shui)(shui)滴(di)(di)看(kan)過(guo)去，就(jiu)會出(chu)現彩(cai)色的(de)(de)虹(hong)(hong)。虹(hong)(hong)的(de)(de)顏色是紅色在外(wai)，紫色在內(nei)，依次(ci)排列。

歷史研究

中國古代

中國古代對光的(de)(de)(de)(de)色(se)散(san)現(xian)象(xiang)的(de)(de)(de)(de)認識(shi)最早起源于對自然色(se)散(san)現(xian)象(xiang)——虹(hong)的(de)(de)(de)(de)認識(shi)。虹(hong)，是太陽光沿著一(yi)定角(jiao)度射(she)入空氣中的(de)(de)(de)(de)水滴(di)所(suo)引起的(de)(de)(de)(de)比較(jiao)復(fu)雜的(de)(de)(de)(de)由折射(she)和反射(she)造成的(de)(de)(de)(de)一(yi)種色(se)散(san)現(xian)象(xiang)。

中(zhong)(zhong)國早在殷代(dai)甲(jia)骨(gu)文里(li)就有(you)了(le)(le)關于(yu)虹(hong)(hong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)記(ji)載(zai)。當時(shi)把“虹(hong)(hong)”字寫成“絳”。戰國時(shi)期《楚辭》中(zhong)(zhong)有(you)把虹(hong)(hong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)顏(yan)色(se)(se)分(fen)(fen)為“五(wu)色(se)(se)”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)記(ji)載(zai)。東漢蔡(cai)邕（132~192年）在《月令章句(ju)》中(zhong)(zhong)對虹(hong)(hong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形成條件(jian)和所(suo)(suo)在方位作了(le)(le)描述。唐初孔穎達（574~648年）在《禮記(ji)注疏》中(zhong)(zhong)粗略地(di)揭示出(chu)(chu)虹(hong)(hong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)學成因：“若云薄漏日(ri)，日(ri)照(zhao)雨滴(di)則生(sheng)虹(hong)(hong)”說(shuo)明(ming)虹(hong)(hong)是(shi)太陽(yang)光(guang)(guang)(guang)照(zhao)射雨滴(di)所(suo)(suo)產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)種(zhong)自然(ran)現象。公元八世紀中(zhong)(zhong)葉(xie)，張志和（744~773年）在《玄(xuan)真(zhen)子·濤之靈》中(zhong)(zhong)第一(yi)(yi)(yi)次用實(shi)驗(yan)方法(fa)研究(jiu)了(le)(le)虹(hong)(hong)，而且(qie)是(shi)第一(yi)(yi)(yi)次有(you)意識地(di)進行的(de)(de)(de)(de)(de)(de)白光(guang)(guang)(guang)色(se)(se)散(san)實(shi)驗(yan)：“背日(ri)噴呼水(shui)成虹(hong)(hong)霓(ni)之狀，而不可(ke)直也(ye)，齊(qi)乎影也(ye)”。唐代(dai)以(yi)后，不斷有(you)人重復類似的(de)(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)驗(yan)，如南宋朝蔡(cai)卞(bian)進行了(le)(le)一(yi)(yi)(yi)個模擬“日(ri)照(zhao)雨滴(di)”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)驗(yan)，把虹(hong)(hong)和日(ri)月暈現象聯(lian)系(xi)起來(lai)(lai)，有(you)意說(shuo)明(ming)虹(hong)(hong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)產生(sheng)是(shi)一(yi)(yi)(yi)種(zhong)色(se)(se)散(san)過(guo)(guo)(guo)程，并(bing)(bing)指出(chu)(chu)了(le)(le)虹(hong)(hong)和陽(yang)光(guang)(guang)(guang)位置之間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)關系(xi)。南宋程大昌（1123~1195年）在《演(yan)繁露》中(zhong)(zhong)記(ji)述了(le)(le)露滴(di)分(fen)(fen)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)現象，并(bing)(bing)指出(chu)(chu)，日(ri)光(guang)(guang)(guang)通過(guo)(guo)(guo)一(yi)(yi)(yi)個液滴(di)也(ye)能化為多種(zhong)顏(yan)色(se)(se)，實(shi)際(ji)是(shi)色(se)(se)散(san)，而這(zhe)種(zhong)顏(yan)色(se)(se)不是(shi)水(shui)珠(zhu)本(ben)身所(suo)(suo)具有(you)，而是(shi)日(ri)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)顏(yan)色(se)(se)所(suo)(suo)著(zhu)，這(zhe)就明(ming)確指出(chu)(chu)了(le)(le)日(ri)光(guang)(guang)(guang)中(zhong)(zhong)包含(han)有(you)數種(zhong)顏(yan)色(se)(se)，經過(guo)(guo)(guo)水(shui)珠(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用而顯現出(chu)(chu)來(lai)(lai)，可(ke)以(yi)說(shuo)，他已(yi)接觸到(dao)色(se)(se)散(san)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)本(ben)質了(le)(le)。

在(zai)我國從晉代(dai)開(kai)始，許(xu)多(duo)典籍都(dou)記載了(le)晶(jing)體(ti)的(de)(de)色(se)(se)散(san)現象(xiang)。如記載過(guo)孔雀毛及(ji)某種昆(kun)蟲表(biao)皮(pi)在(zai)陽(yang)光下不斷變(bian)色(se)(se)的(de)(de)現象(xiang)，云母片向(xiang)日(ri)舉之(zhi)(zhi)可觀(guan)察到各種顏色(se)(se)的(de)(de)光。李時珍也(ye)曾指(zhi)出較(jiao)大(da)(da)的(de)(de)六棱形(xing)水晶(jing)和較(jiao)小(xiao)(xiao)的(de)(de)水晶(jing)珠，都(dou)能形(xing)成(cheng)色(se)(se)散(san)。到了(le)明末，方以智（1611~1671年）在(zai)所(suo)著《物(wu)理小(xiao)(xiao)識(shi)》中綜合前人研究(jiu)的(de)(de)成(cheng)果，對色(se)(se)散(san)現象(xiang)作了(le)極(ji)精(jing)彩(cai)的(de)(de)概括，他把帶棱的(de)(de)自然晶(jing)體(ti)和人工(gong)燒(shao)制(zhi)的(de)(de)三棱晶(jing)體(ti)將白光分(fen)成(cheng)五色(se)(se)，與向(xiang)日(ri)噴(pen)水而成(cheng)的(de)(de)五色(se)(se)人造(zao)虹、日(ri)光照射飛(fei)泉產生的(de)(de)五色(se)(se)現象(xiang)，以及(ji)虹霓(ni)之(zhi)(zhi)彩(cai)、日(ri)月(yue)之(zhi)(zhi)暈(yun)、五色(se)(se)之(zhi)(zhi)云等自然現象(xiang)聯系起來，認(ren)為“皆(jie)同(tong)此理”即都(dou)是白光的(de)(de)色(se)(se)散(san)。所(suo)有(you)這些都(dou)表(biao)明中國明代(dai)以前對色(se)(se)散(san)現象(xiang)的(de)(de)本質已(yi)有(you)了(le)較(jiao)全面(mian)的(de)(de)認(ren)識(shi)，但也(ye)反(fan)映中國古(gu)代(dai)物(wu)理學知識(shi)大(da)(da)都(dou)是零(ling)散(san)、經(jing)驗性的(de)(de)知識(shi)。

牛頓之前

在(zai)光(guang)(guang)學發展(zhan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)早期(qi)，對顏色(se)(se)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)解釋顯得(de)特(te)別(bie)困難。在(zai)牛頓以前，歐洲人對顏色(se)(se)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)認識流行著亞里(li)士多德(de)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)觀(guan)點。亞里(li)士多德(de)認為(wei)，顏色(se)(se)不是(shi)(shi)物(wu)體(ti)客觀(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)質，而(er)(er)是(shi)(shi)人們(men)主(zhu)觀(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)感(gan)覺，一(yi)切(qie)顏色(se)(se)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng)都(dou)是(shi)(shi)光(guang)(guang)明與黑(hei)暗(an)、白(bai)與黑(hei)按比(bi)例混合的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)果。1663年波義耳(er)也(ye)(ye)曾(ceng)研(yan)究(jiu)了物(wu)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)顏色(se)(se)問(wen)題(ti)，他(ta)認為(wei)物(wu)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)顏色(se)(se)并不是(shi)(shi)屬(shu)于(yu)物(wu)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)帶實質性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)質，而(er)(er)是(shi)(shi)由(you)于(yu)光(guang)(guang)線在(zai)被(bei)(bei)照射(she)(she)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)體(ti)表(biao)面(mian)上發生變異所(suo)引(yin)起的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。能完全(quan)(quan)反射(she)(she)光(guang)(guang)線的(de)(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)體(ti)呈(cheng)白(bai)色(se)(se)，完全(quan)(quan)吸收光(guang)(guang)線的(de)(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)體(ti)呈(cheng)黑(hei)色(se)(se)。另外還(huan)有不少科學家，如笛卡(ka)兒、胡克等也(ye)(ye)都(dou)討論過白(bai)光(guang)(guang)分散或(huo)聚(ju)集成(cheng)顏色(se)(se)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題(ti)，但他(ta)們(men)都(dou)主(zhu)張紅(hong)色(se)(se)是(shi)(shi)大(da)(da)(da)大(da)(da)(da)地(di)濃縮(suo)了的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)，紫光(guang)(guang)是(shi)(shi)大(da)(da)(da)大(da)(da)(da)地(di)稀釋了的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)這(zhe)樣一(yi)個復(fu)雜紊(wen)亂的(de)(de)(de)(de)(de)(de)理(li)論。所(suo)以在(zai)牛頓以前，由(you)棱(leng)鏡產生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)射(she)(she)被(bei)(bei)假定是(shi)(shi)實際上產生了色(se)(se)，而(er)(er)不是(shi)(shi)僅(jin)(jin)僅(jin)(jin)把已經存在(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)色(se)(se)分離開來(lai)。

探索研究

（1）設計并進行三(san)棱(leng)鏡實驗

當白光(guang)通(tong)過無色(se)玻璃和各種(zhong)寶石的(de)(de)碎片時，就會形成鮮艷的(de)(de)各種(zhong)顏(yan)色(se)的(de)(de)光(guang)，這一事實(shi)早在(zai)牛(niu)頓的(de)(de)幾個世紀之(zhi)前就已有(you)了(le)解，可是直(zhi)到十(shi)七世紀中葉以(yi)后，才有(you)牛(niu)頓通(tong)過實(shi)驗(yan)(yan)研究了(le)這個問(wen)題。該實(shi)驗(yan)(yan)被評為“物理(li)最美實(shi)驗(yan)(yan)”之(zhi)一。

牛(niu)頓(dun)首(shou)先做(zuo)(zuo)了(le)一(yi)(yi)(yi)個(ge)有名的(de)(de)(de)三棱鏡實(shi)驗(yan)，他在著(zhu)作(zuo)中記載(zai)道：“1666年初，我(wo)做(zuo)(zuo)了(le)一(yi)(yi)(yi)個(ge)三角(jiao)形(xing)的(de)(de)(de)玻璃棱柱鏡，利用(yong)它來研究光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)顏色(se)。為此，我(wo)把房間里(li)弄成漆墨的(de)(de)(de)，在窗戶上做(zuo)(zuo)一(yi)(yi)(yi)個(ge)小(xiao)孔，讓適量的(de)(de)(de)日光(guang)(guang)(guang)射(she)(she)進來。我(wo)又(you)把棱鏡放在光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)入口處，使(shi)折射(she)(she)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)能夠射(she)(she)到(dao)(dao)對面的(de)(de)(de)墻(qiang)上去，當我(wo)第一(yi)(yi)(yi)次看(kan)到(dao)(dao)由此而產生的(de)(de)(de)鮮明強烈的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)色(se)時(shi)，使(shi)我(wo)感到(dao)(dao)極大的(de)(de)(de)愉快。”通過這(zhe)個(ge)實(shi)驗(yan)，在墻(qiang)上得到(dao)(dao)了(le)一(yi)(yi)(yi)個(ge)彩色(se)光(guang)(guang)(guang)斑，顏色(se)的(de)(de)(de)排列(lie)是紅、橙、黃、綠、藍(lan)、靛、紫。牛(niu)頓(dun)把這(zhe)個(ge)顏色(se)光(guang)(guang)(guang)斑叫做(zuo)(zuo)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)。

（2）進一步設計實驗，獲得純光譜

牛頓在(zai)上述實(shi)驗中所(suo)得(de)到(dao)的(de)(de)(de)光譜是(shi)不(bu)純的(de)(de)(de)，他認(ren)為(wei)光譜之所(suo)以不(bu)純是(shi)因(yin)為(wei)光譜是(shi)由一(yi)系列相互重疊的(de)(de)(de)圓形色斑的(de)(de)(de)像所(suo)組(zu)成。牛頓為(wei)了獲得(de)很純的(de)(de)(de)光譜，便設計了一(yi)套光學儀(yi)器進行實(shi)驗。

用(yong)白(bai)光通過(guo)一(yi)透(tou)(tou)(tou)鏡(jing)(jing)(jing)后照(zhao)亮(liang)狹(xia)(xia)縫S，狹(xia)(xia)縫后放(fang)一(yi)會聚(ju)透(tou)(tou)(tou)鏡(jing)(jing)(jing)（凸(tu)透(tou)(tou)(tou)鏡(jing)(jing)(jing)）以便形成(cheng)狹(xia)(xia)縫S的(de)(de)(de)像(xiang)S‘。然后在(zai)透(tou)(tou)(tou)鏡(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)光路上放(fang)一(yi)個(ge)棱鏡(jing)(jing)(jing)。結(jie)果光通過(guo)棱鏡(jing)(jing)(jing)因偏轉(zhuan)角(jiao)度不同而被(bei)分開，以至在(zai)白(bai)色光屏上形成(cheng)一(yi)個(ge)由(you)紅到紫的(de)(de)(de)光譜帶。這個(ge)光譜帶是由(you)一(yi)系列彼(bi)此鄰接的(de)(de)(de)狹(xia)(xia)縫的(de)(de)(de)彩(cai)色像(xiang)組成(cheng)的(de)(de)(de)。若狹(xia)(xia)縫做得很窄，重疊現象就可以減小到最(zui)低限度，因而光譜也變得很純。

（3）牛(niu)頓(dun)提出解釋光譜的(de)理(li)論(lun)

牛頓(dun)為(wei)了解(jie)(jie)釋三棱(leng)(leng)鏡實驗中(zhong)白(bai)光(guang)(guang)的(de)(de)分解(jie)(jie)現象，認為(wei)白(bai)光(guang)(guang)是由各(ge)種不(bu)同顏(yan)色(se)光(guang)(guang)組成的(de)(de)，玻璃對各(ge)種色(se)光(guang)(guang)的(de)(de)折(zhe)射率不(bu)同，當白(bai)光(guang)(guang)通(tong)過棱(leng)(leng)鏡時，各(ge)色(se)光(guang)(guang)以不(bu)同角度折(zhe)射，結(jie)果就被分開(kai)成顏(yan)色(se)光(guang)(guang)譜(pu)。白(bai)光(guang)(guang)通(tong)過棱(leng)(leng)鏡時，向棱(leng)(leng)鏡的(de)(de)底邊偏(pian)折(zhe)，紫(zi)光(guang)(guang)偏(pian)折(zhe)最(zui)大，紅光(guang)(guang)偏(pian)折(zhe)最(zui)小。棱(leng)(leng)鏡使白(bai)光(guang)(guang)分開(kai)成各(ge)種色(se)光(guang)(guang)的(de)(de)現象叫做色(se)散。嚴格地(di)說，光(guang)(guang)譜(pu)中(zhong)有很多各(ge)種顏(yan)色(se)的(de)(de)細線，它們(men)都極平滑地(di)融在相鄰(lin)的(de)(de)細線里(li)，以至使人覺察不(bu)到它的(de)(de)界限。

（4）設計實驗驗證(zheng)上述理論的正(zheng)確性

為了(le)進一步(bu)研(yan)究光的顏色，驗(yan)證(zheng)上(shang)述(shu)理(li)論的正確性，牛頓又做了(le)另一個實(shi)驗(yan)。

牛頓在觀(guan)察光(guang)(guang)譜的(de)(de)(de)屏幕DE上打一小(xiao)孔(kong)，再(zai)(zai)在其后放一有小(xiao)孔(kong)的(de)(de)(de)屏幕de，讓通(tong)(tong)過(guo)此小(xiao)孔(kong)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)是具有某種顏(yan)色(se)(se)的(de)(de)(de)單(dan)色(se)(se)光(guang)(guang)。牛頓在這(zhe)個(ge)光(guang)(guang)束(shu)的(de)(de)(de)路徑上再(zai)(zai)放上第(di)二(er)個(ge)棱鏡abc，它的(de)(de)(de)后面再(zai)(zai)放一個(ge)新的(de)(de)(de)觀(guan)察屏V。實驗表(biao)明(ming)，第(di)二(er)個(ge)棱鏡abc只(zhi)是把(ba)這(zhe)個(ge)單(dan)色(se)(se)光(guang)(guang)束(shu)整個(ge)地偏(pian)轉一個(ge)角度(du)，而并不改變光(guang)(guang)的(de)(de)(de)顏(yan)色(se)(se)。實驗中(zhong)，牛頓轉動第(di)一個(ge)棱鏡ABC，使光(guang)(guang)譜中(zhong)不同(tong)(tong)顏(yan)色(se)(se)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)通(tong)(tong)過(guo)DE和de屏上的(de)(de)(de)小(xiao)孔(kong)，在所有這(zhe)些(xie)情(qing)況(kuang)下，這(zhe)些(xie)不同(tong)(tong)顏(yan)色(se)(se)的(de)(de)(de)單(dan)色(se)(se)光(guang)(guang)都(dou)不能被第(di)二(er)個(ge)棱鏡再(zai)(zai)次分解，它們各自通(tong)(tong)過(guo)第(di)二(er)個(ge)檢鏡后都(dou)只(zhi)偏(pian)轉一定的(de)(de)(de)角度(du)，而且發(fa)現，對于不同(tong)(tong)顏(yan)色(se)(se)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)偏(pian)轉的(de)(de)(de)角度(du)不同(tong)(tong)。

通過這(zhe)些(xie)實驗(yan)，牛(niu)頓得出結(jie)論(lun)：白光(guang)(guang)能(neng)分解成不同顏色(se)的光(guang)(guang)，這(zhe)些(xie)光(guang)(guang)已是單(dan)色(se)的了，棱鏡(jing)不能(neng)再分解它(ta)們。

（5）單色光復合為白光的實驗

白光(guang)(guang)既然能分解為單(dan)色光(guang)(guang)，那么單(dan)色光(guang)(guang)是否也(ye)可復合為白光(guang)(guang)呢”為此(ci)牛頓進(jin)行實(shi)驗。把(ba)光(guang)(guang)譜(pu)成在(zai)一排小的(de)(de)矩形平(ping)面(mian)鏡上，就(jiu)可使光(guang)(guang)譜(pu)的(de)(de)色光(guang)(guang)重新復合為白光(guang)(guang)。調(diao)節各平(ping)面(mian)鏡與入(ru)射(she)光(guang)(guang)的(de)(de)夾角(jiao)，使各反射(she)光(guang)(guang)都落在(zai)光(guang)(guang)屏的(de)(de)同(tong)一位(wei)置上，這樣就(jiu)得到一個白色光(guang)(guang)班。

牛頓指出，還可(ke)以(yi)用(yong)另一(yi)種方(fang)法(fa)把(ba)(ba)色光(guang)重新復(fu)合為(wei)白(bai)光(guang)。把(ba)(ba)光(guang)譜(pu)畫在(zai)圓盤(pan)(pan)上(shang)成扇形，然后高(gao)速旋(xuan)轉這個圓盤(pan)(pan)，圓盤(pan)(pan)就(jiu)(jiu)呈現白(bai)色。這種實驗(yan)效果一(yi)般(ban)稱為(wei)“視(shi)(shi)覺(jue)暫留(liu)效應”。眼睛視(shi)(shi)網膜上(shang)所(suo)成的像(xiang)消(xiao)失后，大(da)腦(nao)還可(ke)以(yi)把(ba)(ba)印象(xiang)保留(liu)零點幾秒種。從而，大(da)腦(nao)可(ke)將迅速變化的色像(xiang)復(fu)合在(zai)一(yi)起，就(jiu)(jiu)形成一(yi)個靜(jing)止(zhi)的白(bai)色像(xiang)。在(zai)電(dian)視(shi)(shi)屏幕(mu)上(shang)或電(dian)影(ying)屏幕(mu)上(shang)，我們能夠看到連續的圖(tu)像(xiang)，其(qi)原因(yin)也正在(zai)于(yu)利用(yong)了人的“視(shi)(shi)覺(jue)暫留(liu)效應”。

（6）牛頓(dun)對光(guang)的色散(san)研究成果

牛頓通過一系(xi)列的色散實驗和理論(lun)研究，把結果歸納為幾條(tiao)，其(qi)要(yao)點如下：

①光線(xian)(xian)隨著它的折射率不(bu)同而顏(yan)色(se)各異(yi)。顏(yan)色(se)不(bu)是(shi)光的變樣，而是(shi)光線(xian)(xian)本來就(jiu)固(gu)有的性質。

②同一顏色屬于同一折射率，反之(zhi)亦(yi)然。

③顏(yan)色的種類和折(zhe)射的程度為光線所固有(you)，不(bu)因(yin)折(zhe)射、反(fan)射和其(qi)它任何原因(yin)而變化。

④必須區別本(ben)來單(dan)純的(de)(de)顏色和(he)由它(ta)們復合而成的(de)(de)顏色。

⑤不(bu)存在自身為白(bai)色(se)(se)的(de)光線。白(bai)色(se)(se)是(shi)由一切(qie)顏色(se)(se)的(de)光線適當混合而產生的(de)。事(shi)實上，可以進行(xing)把光譜(pu)的(de)顏色(se)(se)重新合成而得到(dao)白(bai)光的(de)實驗。

⑥根據以上各條，可以解釋三棱鏡使(shi)光(guang)產生顏色原因與(yu)虹的原理等。

⑦自然物的顏色是由(you)于該物質對(dui)某種光線反射得(de)多，而對(dui)其他光線反射得(de)少的原(yuan)因。

⑧由此可知，顏色(se)是(shi)光(guang)(guang)（各種射線(xian)）的(de)質，因而光(guang)(guang)線(xian)本身不可能是(shi)質。因為顏色(se)這(zhe)樣的(de)質起源(yuan)于光(guang)(guang)之中，

（7）牛頓對于光的(de)(de)色散現象的(de)(de)研究方(fang)法的(de)(de)特點(dian)

從以上(shang)可(ke)看出牛頓在對光的色散研究(jiu)中，采用了(le)實驗歸納——假(jia)說理(li)論——實驗檢驗的典型的物理(li)規(gui)律的研究(jiu)方法(fa)，并(bing)滲透著分(fen)析的方法(fa)（把白光分(fen)解(jie)為(wei)單色光研究(jiu)）和綜合的方法(fa)（把單色光復合為(wei)白光）等物理(li)學研究(jiu)的方法(fa)。

光的色(se)(se)散說明了(le)光具有波動性。因(yin)為色(se)(se)散是光的成分（不同色(se)(se)光）折射率不同引起的，而折射率由(you)波的頻率決定(ding)。

光具有粒子性(xing)最典型的(de)例子就是光電效應。

現象舉例

虹

夏天雨后(hou)(hou)，在和太(tai)陽(yang)相(xiang)對著的(de)方向(xiang)，常(chang)常(chang)會(hui)出(chu)現(xian)彩(cai)色(se)的(de)圓(yuan)弧，這就是(shi)虹(hong)(hong)(hong)。我們又統(tong)稱彩(cai)虹(hong)(hong)(hong)。形成虹(hong)(hong)(hong)的(de)原因就是(shi)下雨以后(hou)(hou)，天上懸(xuan)浮著很多極小的(de)水(shui)滴，太(tai)陽(yang)光(guang)沿著一定角(jiao)度射入(ru)，這些小水(shui)滴就發生了(le)色(se)散(san)，朝著小水(shui)滴看過去，就會(hui)出(chu)現(xian)彩(cai)色(se)的(de)虹(hong)(hong)(hong)。色(se)彩(cai)一般為七彩(cai)色(se)，從外至內分別(bie)為：赤、橙(cheng)、黃(huang)、綠(lv)、藍(lan)、靛、紫。在中國，也常(chang)有“紅橙(cheng)黃(huang)綠(lv)青(qing)藍(lan)紫”的(de)說法。（其實(shi)這是(shi)一種光(guang)的(de)色(se)散(san)現(xian)象。）毛澤(ze)東曾于(yu)1933年夏所作(zuo)一詞描繪了(le)彩(cai)虹(hong)(hong)(hong)的(de)色(se)彩(cai)：“赤橙(cheng)黃(huang)綠(lv)青(qing)藍(lan)紫，誰持(chi)彩(cai)練當空舞(wu)。雨后(hou)(hou)復斜陽(yang)，關(guan)山陣(zhen)陣(zhen)蒼……”

霓

有(you)時(shi)在虹的外側還能(neng)看到(dao)第(di)二(er)道虹，光彩比第(di)一道虹稍淡，色序是外紫內紅。稱為副虹或霓。

霓和(he)虹的不同點(dian)僅(jin)僅(jin)在于(yu)光(guang)線(xian)在雨(yu)點(dian)內產生二(er)次內反射，因此(ci)光(guang)線(xian)通過雨(yu)滴后射到我們眼(yan)簾時(shi)，光(guang)弧色帶就與虹正好相反。