白光三棱镜的折射图

抬头，又是一个蓝天白云的好日子。等等，一个古怪的问题突然浮现在脑海中：

天，为什么是蓝色的？

多彩的阳光，为这道蔚蓝色涂上了第一笔。

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太阳光的本质是来自太阳的所有电磁辐射，从最高能的紫外线，到肉眼可辨识的可见光，再到部分近红外光谱。

光的能量越高，波长越短，因此在可见光中蓝光和紫光的波长较短而能量较高，而橙光和红光的波长较长而能量较低。

所以，当白光经过三棱镜时，不同波长的光就会被折射向不同的方向，造就奇妙的色散现象。

在天空中，类似的奇妙过程也在悄悄发生着，不过这个过程中发生作用的并不是什么人造的三棱镜，而是天空中漂浮的各种微小粒子，氧、氮、水、二氧化碳以及氩等等，这个过程叫做瑞利散射。

瑞利散射指的是像它们这样半径比光或者其他电磁辐射的波长小得多的微小颗粒对入射光束的散射。在气体、液体和固体中瑞利散射都在悄然发生，只不过在气体中最为明显。

根据瑞利散射的规律，光的强度越高，波长越短，被散射也就越厉害。因此，波长最短的紫光的散射频率，要比波长最长的红光的散射比例高出 9 倍以上。

当太阳高悬天空中央，阳光垂直或者稍有斜角地摄入大气层，其实只有很少一部分的红光会被散射，而蓝光则大部分都被散射了，布满了整个太空。

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此时，当我们抬头仰望天空，自然会感叹于天空的澄澈与蔚蓝。但是，在朝阳升起或者夕阳落下的时候，情况却略有不同。太阳光接近水平射入大气层，阳光中的偏蓝光都因为瑞利散射而被散射到了我们看不到的角度，因此，天空就被印成了美丽的橙红色。因为太阳位置和我们观测时所处未知的变化，天空也会呈现为十分美丽的渐变色。

朝阳升起时，随着太阳的角度越来越高，蓝光开始占领天空，于是天空由橙红转向蓝色。

夕阳落下时，随着太阳的角度越来越低，红橙光洒满天际，于是天空便映衬着十分美丽的晚霞，太阳本身也会在此时显得格外红，像一颗饱满的咸鸭蛋一般。

说到这里，你大概会想问既然较短波长的光被散射地比较厉害，那么比蓝光波长更短的紫光呢？比它波长稍长一些的绿光呢？

其实，这就与人类的眼睛以及大脑构造有关了。事实上，天空中散射的紫光当然比蓝光多得多，但是很可惜，人眼并不能识别出它们。人类是三色视觉，拥有三种识别颜色的视椎以及单色视杆。

当我们接收到一个颜色信号时，大脑会自动对它进行解析，并且将之与一种颜色匹配，此时我们就产生了对于颜色的认知。而我们的眼睛对于蓝色、青色、绿色的光的反应，都比对紫色光的反应更强，虽然我们看到了更多的紫光，但是我们对它不敏感，接受的信号强度不够强，压不过蓝光的信号强度。

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因此，我们的大脑会优先将我们看到的天空处理成蓝色。

也就是说，如果我们对于紫光更敏感一些，其实我们看到的天空应该是偏紫色的，那场面可能会有点魔幻。

此外，当绿光和红光相比时也是同样的原因，对于人类的视觉系统来说，红光和绿光同时存在时，我们并不能很好地分辨出绿光，大脑反而会将这个颜色处理成黄色。

而且因为在早晨或者傍晚时，绿光损失地比红光多，这样调合一下，我们看到的天空就是熟悉的橙黄色或者橙红色了。

也就是说，大脑里反映出来的颜色，并不是直接对应光的波长，我们的视觉还有进一步的加工过程。

这就是蓝天的真相，它并不全部是蓝色的，而只是我们的大脑让我们主要看到了蓝色。

出品｜科普中国

作者｜海德拉

审核｜罗会仟 中国科学院物理研究所副研究员

向奋固4107如图一束太阳光射到三棱镜上分解,请画出红光和紫光折射的光路图且在光屏上标明光的颜色. -
相翁迹18992964942 ______[答案] 白光经过三棱镜后能被分解为绚丽的七色光,这种现象被称为光的色散; 由光的色散可知:紫光比红光的折射能力强,所以紫光的折射角小于红光,故应靠近法线,如图所示:

向奋固4107白光通过两个三棱镜后会怎么样? -
相翁迹18992964942 ______ 继续色散,色带被拉长,但不会出现间隙.因为白光是由波长连续的各种单色光复合而成,而不同的色光在两种介质分界发生折射的程度(折射率)不同,可见光中,紫光偏转最厉害;同理,光线通过三棱镜向底部偏折,紫光偏折最多,红光最少在上部.

向奋固4107如图,从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面,经过三棱镜的折射后发生色散现象,在光屏上ab之间形成一条彩色光带.下面的说法中... -
相翁迹18992964942 ______[选项] A. a侧是红色光,b侧是紫色光 B. 通过同一双缝干涉装置,a侧光所形成的干涉条纹间距比b侧光的大 C. 以相同的角度从某种介质射向空气若b侧光发生全反射,则a侧光也一定能发生全反射 D. 在三棱镜中a侧光的传播速率大于b侧光的传播速率

向奋固4107如图所示,一细束白光通过三棱镜折射后,在屏上形成了彩色光带,可知( ) -
相翁迹18992964942 ______[选项] A. 红光最先穿过棱镜 B. 偏折最厉害的是紫光 C. 在玻璃中速度最大的是紫光 D. 在玻璃中速度最大的是红光

向奋固4107如图所示,白光经过三棱镜后在照射在白纸上,白纸上出现了彩色的光带,最上面的是______色,这是光的______现象. -
相翁迹18992964942 ______[答案] 如图所示,白光经过三棱镜后在照射在白纸上,白纸上出现了彩色的光带,自上而下出现的颜色是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫,这是光的色散现象. 故答案为:红;色散.

向奋固4107 图13 - 4 - 8中四图表示一束白光通过三棱镜的光路图,其中正确的是(    )图13 - 4 - 8 -
相翁迹18992964942 ______[答案] D 因为光在棱镜的两个侧面上发生折射,每次折射都向底边偏折,并且玻璃对不同单色光的折射率不同,不同单色光在同一侧面的偏折角就不同.

向奋固4107如图所示,一束白光从空气射入玻璃三棱镜中,经过三棱镜折射后出射光线射到屏上形成一条彩色光带--光谱.关于该实验现象的特点及由该实验现象得到的... -
相翁迹18992964942 ______[答案] A、根据屏上的彩色光带可知,白光在经过三棱镜的折射过程中,七种色光分散开来形成了色散现象,故A正确. B、根据实验结果可知,光带的最上端是红光,故B正确. C、光带的最上端是红光,说明红光通过三棱镜后的偏折程度最小,故C正确. D...

向奋固4107如图所示,一束白光入射到三棱镜的表面,经过三棱镜折射后发生色散现象,在光屏的ab间形成一条彩色光带,下面说法正确的是( ) -
相翁迹18992964942 ______[选项] A. 在三棱镜中a侧光的波长大于b侧光的波长 B. a侧光与b侧光通过同一单缝时,b侧光的衍射更明显 C. 若改变白光的入射角,屏上b侧光最先消失 D. a侧光与b侧光通过同一双缝干涉实验装置产生的干涉条纹间距△xa>△xb

向奋固4107谁知道那里有白光穿过三棱镜的图片!!! -
相翁迹18992964942 ______ http://image.baidu.com/i?tn=baiduimage&ct=201326592&lm=-1&cl=2&word=%B9%E2%B5%C4%C9%AB%C9%A2

向奋固4107白光通过三棱镜折射后照射到光屏上形成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等颜色组成的光带,这是光的______现象,其中三棱镜对这7种色光折射能力最弱的是... -
相翁迹18992964942 ______[答案] 在光屏上看到红橙黄绿蓝靛紫七种色光的色带. 太阳光经过三棱镜分散成七种色光,这种现象是光的色散. 太阳光能分解成七种色光,说明太阳光是复色光,不是单色光. 由光谱得,三棱镜对七种色光偏折从小到大的是红橙黄绿蓝靛紫. 故答案为:色散...