物理 - 光的稜鏡折射

介紹

• 稜鏡是一個三角形玻璃，它有兩個三角形底面和三個矩形側面（如下所示）。

• 稜鏡獨特的形狀使出射光線相對於入射光線方向彎曲，這個角度稱為**偏向角**。

• 稜鏡的兩個側面之間的角度稱為**稜鏡角**。

玻璃稜鏡對白光的色散

• 如上圖所示，稜鏡將入射白光分解成一系列顏色。

• 透過稜鏡看到的各種顏色按順序排列；此順序稱為“**VIBGYOR**”。

• VIBGYOR是由以下所有顏色的首字母組成的：

  • **V** - 紫羅蘭色

  • **I** - 藍靛色

  • **B** - 藍色

  • **G** - 綠色

  • **Y** - 黃色

  • **O** - 橙色

  • **R** - 紅色

• 光束的有色成分帶稱為**光譜**，VIBGYOR是您在上圖中看到的顏色序列。

• 光分解成不同顏色的現象稱為**色散**。

• 所有顏色的彎曲角度相對於入射光線都不同；紅光彎曲最少（可見於頂部），而紫光彎曲最多（見上圖）。

• 由於彎曲角度不同，所有顏色都變得清晰可見。

• 牛頓是第一位使用玻璃稜鏡獲得陽光光譜的科學家，他得出結論，陽光是由七種顏色組成的。

• 彩虹是一種自然光譜，最有可能在下雨後出現在天空中（見下圖）。

• 雨後的彩虹通常是陽光被微小水滴散射的結果。

• 大氣中存在的小水滴就像小型稜鏡。

• 彩虹總是形成在太陽的相反方向。

大氣折射

• 光線在大氣中（通常是由於空氣密度變化）偏離直線路徑的現象稱為**大氣折射**。

• 地面附近的大氣折射會產生海市蜃樓，這意味著遠處物體看起來升高或降低，閃爍或波動，拉伸或縮短等。

• 在晚上，星星看起來閃爍，這也是由於大氣折射。

• 由於大氣折射，太陽在實際日落後大約 2 分鐘和實際日出前大約 2 分鐘仍然可見（見下圖）。

丁達爾效應

• 地球的大氣主要由非均勻混合物構成，例如微小的水滴、懸浮的塵埃顆粒、煙霧和空氣分子。當光束穿過這種細小的顆粒時，光束的路徑會發生散射。大氣中膠體粒子（大氣）對光的散射現象產生了**丁達爾效應**。

• 光的散射使大氣中的顆粒可見。

• 非常細小的顆粒會大量散射藍光，而較大的顆粒會散射波長較長的光。

• 紅光的波長（大約）是藍光的 1.8 倍。