五彩斑斕的顏色之謎

孫光正

你知道雨后空中美麗的彩虹是怎樣形成的嗎？你知道大海為什么是藍色的嗎？豐富多彩的美麗世界與光的色散現象有關.在光的色散實驗中，太陽光通過棱鏡后，在白色光屏上形成一條彩色光帶.此外，在紅光之外是紅外線，紫光之外是紫外線.這兩種都是人眼看不見的光.下面我們就來揭開顏色之謎.

光的色散

一束太陽光通過三棱鏡.被分解成七種色光的現象叫光的色散.如圖1所示.這七種色光從上至下依次排列為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫.同理，被分解后的色光也可以混合在一起成為白光.

由光的色散現象可以得出的兩個結論：第一，白光不是單色的。而是由各種單色光組成的復色光；第二，不同的單色光通過棱鏡時偏折的程度是不同的，紅光的偏折程度最小。紫光的偏折程度最大.

例1 雨后的天空出現了彩虹，這是由于（ ）.

A.太陽直接發出來的

B.光的色散

C.人的視覺出現偏差

D.空氣透過的色光不同

分析：雨過天晴，天空出現了美麗的彩虹，這是由于太陽光照到空氣中的小水滴上.被分解為絢麗的七色光.是光的色散現象.

答案：B

例2 一束白光經三棱鏡折射后，在光屏上自上而下形成紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫的色帶.如圖2甲所示.若分別用紅光和紫光平行于同一個凸透鏡的主光軸入射.結果發現一束光通過A點.另一束光通過B點.請你在圖2乙中畫出紅光、紫光經凸透鏡折射后的光線.

分析：從圖2甲可以看出，紅光的偏折程度小，紫光的偏折程度大，即紅光折射能力弱，紫光折射能力強.當紅光和紫光分別平行射向相同的凸透鏡時.紅光的會聚點.即紅光的焦點距離透鏡遠，而紫光的焦點離透鏡近，所以紅光的焦距大.

答案：如圖3所示.

光的三原色及物體的顏色

1.色光的三原色：紅、綠、藍三種色光是光的三原色.紅、綠、藍三種色光中。任何一種色光都不能由另外兩種色光合成.而除這三種色光外的其他色光均可由這三種色光混合而成.色光的合成在科學技術中普遍應用.彩色電視機就是一例.

2.物體的顏色：不透明物體的顏色取決于它反射的色光，透明物體的顏色取決于透過它的色光.白色物體反射所有顏色的光，黑色物體吸收所有顏色的光.如我們看到綠色的樹葉。是樹葉吸收了其他色光而只反射綠光的緣故.

例3 在“人面桃花相映紅”這句詩中.用光學知識解釋桃花紅的原因是（ ）.

A.桃花自己能發出紅光

B.桃花反射紅光

C.桃花吸收紅光

D.以上說法都不對

分析：透明物體的顏色取決于透過它的色光的顏色.不透明物體的顏色取決于它反射的色光的顏色.花是不透明的物體.桃花呈現紅色是由于它可以反射紅光而吸收了其他色光的緣故.

答案：B

看不見的光

1.紅外線.如果把一個溫度計放在紅光區域外側.溫度計示數也會升高，說明紅光外側區域也有光照到.這就是紅外線.紅外線的主要特性是它的熱效應.一切物體都在不停地輻射紅外線.物體的溫度越高。輻射出的紅外線越多.物體在輻射紅外線的同時。也在吸收紅外線.另外。紅外線穿透云霧的能力很強。可以用來加熱物體，也可以用來診斷病情.拍攝“熱譜圖”及制作紅外線夜視儀等.

2.紫外線.1801年.德國化學家里特在光譜的紫光區域外側放置了一張照相底片.結果底片感光了.于是紫外線被發現了.紫外線的化學作用強，能殺死微生物，在醫院、飯店里，常用紫外線燈來滅菌；紫外線能使熒光物質發光，可用來制成驗鈔機：適當的紫外線照射有助于人體合成維生素D.促進身體對鈣的吸收.

3.紅外線和紫外線都是看不見的光.不能誤認為紅外線是紅色的光線.紫外線是紫色的光線.紫外線燈看起來是淡藍色的，那是因為紫外線燈除了輻射紫外線以外.它還發出少量的藍光和紫光.

例4 下列事例中，屬于紫外線應用的是（ ）.

A.夜視儀

B.遙控器

C.驗鈔機

D.全自動感應水龍頭

分析：夜視儀是利用紅外線的熱效應來工作的.遙控器是利用紅外線可以進行遙控來工作的.全自動感應水龍頭是通過接收人體輻射的紅外線來進行控制的，均不符合題意.只有驗鈔機是利用紫外線能使熒光物質發光來工作的，符合題意.

答案：C

責任編輯 程哲endprint