光的色散檢視原始碼討論檢視歷史
| 光的色散 |
光的色散（dispersion of light）指的是複色光分解為單色光的現象；複色光通過稜鏡分解成單色光的現象；光纖中由光源光譜成分中不同頻率的不同群速度所引起的光脈衝展寬的現象。色散也是對光纖的一個傳播參數與頻率關係的描述。牛頓在1666年最先利用三稜鏡觀察到光的色散，把白光分解為彩色光帶（光譜）。色散現象說明光在介質中的速度v=c/n（或折射率n）隨光的頻率f而變。光的色散可以用三稜鏡，衍射光柵，干涉儀等來實現。
簡介
光的色散需要有能折射光的介質，介質折射率隨光波頻率或真空中的頻率而變。當複色光在介質界面上折射時，介質對不同頻率的光有不同的折射率，各色光因所形成的折射角不同而彼此分離。1672年，牛頓利用三稜鏡將太陽光分解成彩色光帶，這是人們首次作的色散實驗。通常介質的折射率n或色散率與頻率的關係來描述色散規律。任何介質的色散均可分正常色散和反常色散兩種。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頻率決定的，在可見光區域，紅光頻率最小，紫光的頻率最大，各種頻率的光在真空中傳播的速度都相同，約等於3.0×108m/s。但是不同頻率的單色光，在介質中傳播時由於與介質相互作用，傳播速度都比在真空中的速度小，並且速度的大小互不相同。介質對紅光的折射率小，對紫光的折射率大。當不同色光以相同的入射角射到三稜鏡上，紅光發生的偏折最少，它在光譜中處在靠近頂角的一端。紫光的頻率大，在介質中的折射率大，在光譜中也就排列在最靠近稜鏡底邊的一端。
評價
一般讓白光（複色光）通過三稜鏡就能產生光的色散。對同一種介質，光的頻率越高，介質對這種光的折射率就越大。在可見光中，紫光的頻率最高，紅光頻率最小。當白光通過三稜鏡時，稜鏡對紫光的折射率最大，光通過稜鏡後，紫光的偏折程度最大，紅光偏折程度最小。這樣，三稜鏡將不同頻率的光分開，就產生了光的色散。色散可以利用三稜鏡或光柵等作為「色散系統」的儀器來實現。將顏色按一定順序排列形成光譜。 光譜（spectrum） 是複色光經過色散系統（如稜鏡、光柵）分光後，被色散開的單色光按頻率（或波長）大小而依次排列的圖案，全稱為光學頻譜。光譜中最大的一部分可見光譜是電磁波譜中人眼可見的一部分，在這個頻率範圍內的電磁輻射被稱作可見光。光譜並沒有包含人類大腦視覺所能區別的所有顏色，譬如褐色和粉紅色複色光分解為單色光而形成光譜的現象。讓一束白光射到玻璃稜鏡上，光線經過稜鏡折射以後就在另一側面的白紙屏上形成一條彩色的光帶，其顏色的排列是靠近稜鏡頂角端是紅色，靠近底邊的一端是紫色，中間依次是橙黃綠藍靛，這樣的光帶叫光譜。光譜中每一種色光不能再分解出其他色光，稱它為單色光。由單色光混合而成的光叫複色光。自然界中的太陽光、白熾電燈和日光燈發出的光都是複色光。在光照到物體上時，一部分光被物體反射，一部分光被物體吸收。如果物體是透明的，還有一部分透過物體。不同物體，對不同顏色的反射、吸收和透過的情況不同，因此呈現不同的色彩。[1]