色散的应用

光的色散和物体的颜色

光通过三棱镜的色散

白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等各种色光组成的叫做复色光。红、橙、黄、绿等色光叫做单色光。
色散：复色光分解为单色光而形成光谱的现象叫做光的色散。色散可以利用棱镜或光栅等作为“色散系统”的仪器来实现。复色光进入棱镜后，由于它对各种频率的光具有不同折射率，各种色光的传播方向有不同程度的偏折，因而在离开棱镜时就各自分散，形成光谱。

光的色散
light，dispersionof
介质折射率随光波频率或真空中的波长而变的现象。当复色光在介质界面上折射时，介质对不同波长的光有不同的折射率，各色光因折射角不同而彼此分离。1672年，I.牛顿利用三棱镜将太阳光分解成彩色光带，这是人们首次作的色散实验。通常用介质的折射率n或色散率dn／dλ与波长λ的关系来描述色散规律。任何介质的色散均可分正常色散和反常色散两种。

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①正常色散。对光波透明的介质，其折射率n随波长λ的增加而减小，色散曲线(n-λ关系曲线)如图1所示，称为正常色散。法国数学家A.L.柯西于1936年首先给出了正常色散的经验公式，称柯西公式：

A、B和C是由介质性质决定的常数。要求不严时可近似写成

色散率为

上述规律表明，正常色散时n随λ的增加而趋于某一极限，色散率dn／dλ＜0，其绝对值随λ的增加而减小。
②反常色散。在介质对光有强烈吸收的波段内(吸收带)，折射率随波长的增加而减小，色散率dn／dλ＞0，这与正常色散相反，故称反常色散。对同一介质，在对光透明的波段内表现为正常色散，而在吸收带内则表现为反常色散。F.-P.勒鲁于1860年首先在碘蒸气棱镜内观察到反常色散现象，R.W.伍德于1904年利用交叉棱镜法成功地显示出钠蒸气在可见光波段内的反常色散。

图2 阳光发生色散形成的虹

1871年，W.塞耳迈耶尔用弹性以太理论导出了新的色散公式，它比柯西公式更普遍，不仅解释了吸收带附近的色散现象，而且在远离吸收带时就简化成柯西公式。H.A.洛伦兹根据由他创立的电子论也导出了塞耳迈耶尔