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光的色散基礎原理

光的色散與光波、光譜有著密切的聯系。為什么白色光線通過三棱鏡后會顯示出一條七 種色彩的光譜呢?這就需要我們了解色散的原理。

形成色散的主要原因是,不同波長的光波,從一種介質進入另一種介質中,其傳播的速度 有所不同,折射率也各不相同。光在空氣中行進吋,七種色彩的光波波長盡管不同,但其傳播
的速度是一致的,所以光線不會產生偏轉。當它們通過棱鏡等玻璃介質時,其光波的長短、行 進速度的快慢、偏向角的大小就會產生很大的差異。其中紫色光線的波長較短,行進速度較 慢,其偏向角較大,紅、橙光線的波長較長,行進速度較快,偏向角較小。正是由于紅、橙、黃、 綠、青、藍、紫七種色彩光的光波波長的不同,速度快慢不同、折射率不同,所產生的偏向角也各 有差異,因此使各種色彩光擴大了偏移的距離,形成各自的傳播途徑,構成了一條有規律的色 彩光帶,我們把這種現象稱為色散現象。

我們還知道,在同一的條件下,由于玻璃性質不同,雖然色散的本質不變,但可見光帶所顯 示的各種色帶的寬窄也不相同。例如用火石玻璃所做的透鏡,因其發散作用較大,所以色散的 面積較寬,而用冕牌玻璃所做的透鏡,發散作用較小,色散的面積相對較窄。針對兩種玻璃各 自的特點,我們在設計攝影鏡頭時,常用火石玻璃做凹透鏡,冕牌玻璃做凸透鏡。這種用色散 能力不同的凹凸透鏡組成的復合式鏡頭,能使色散互相抵消一部分,達到糾正透鏡色散差的作 用。

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