高二选修物理光的衍射实验在实验中,为什么靠近中央亮纹处是紫光,而远离中央处是红光?为什么正好与色散实验那个顺序反过来了?
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/11/24 18:07:50
高二选修物理光的衍射实验在实验中,为什么靠近中央亮纹处是紫光,而远离中央处是红光?为什么正好与色散实验那个顺序反过来了?
高二选修物理光的衍射实验
在实验中,为什么靠近中央亮纹处是紫光,而远离中央处是红光?
为什么正好与色散实验那个顺序反过来了?
高二选修物理光的衍射实验在实验中,为什么靠近中央亮纹处是紫光,而远离中央处是红光?为什么正好与色散实验那个顺序反过来了?
这是一个细心观察、善于思考才发现的好问题.
1、按高中已有的知识来理解,衍射是光绕过障碍物偏离直线传播路径而进入阴影区里的现象.当光的波长比孔或障碍物小得多时,光可看成沿直线传播（一种近似的规律）；在孔或障碍物可以跟波长相比,甚至比波长还要小时,衍射就十分明显.
由于紫光的波长比红光的波长要小得多,所以和孔或障碍物的尺寸相比,红光受到的影响更大（波长比较长,更易于比孔或障碍物的尺寸小）,发生的衍射现象也更明显——红光远离中央.
2、色散实验和折射率有关.光从真空射入介质发生折射时,入射角i的正弦值与折射角r正弦值的比值(Sin i/Sin r)为n,叫做介质的“绝对折射率”,简称“折射率”.
色散问题与折射率n和单色光的频率f有关.必修课本第二册第199页的表中数据可以得出结论：对于同种介质,色光的频率f越高,其折射率n越大（这是正常色散的规律）.所以,频率大的紫光就偏折得更远,这与衍射现象情况相反,但产生的原理是不一样的.
拓展知识：如果频率大的光感受的折射率大,那么这样的介质叫做正常色散的介质.反之就是反常色散介质.
3、组成自然光的单色光,按波长（从长到短）顺序：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫.（频率逐渐增加）
有意思的推导：设光在某种媒质中的速度为v,由于真空中的光速为c,所以这种媒质的绝对折射率公式：n=c/v.那么f=v/λ=(c/n)/λ=c/(nλ).即有c/n=fλ=v,结果推出不“色光的频率f越高,其折射率n越大”的关系,因为这里有三个变量,fλ是共同作用的.可见,高中还不要求这方面规律的推导,只要求了解这一结论而已.
如果试验中用自然光，那么中央是白光，最后为红光，因为红光波长长，频率低，所以干涉时，在中央条纹有更宽的区域，即得实验结果。
色散时，频率大的波会有更大折射率，所以紫光偏的更大。
同一束白光做衍射实验的话，红光的条纹最宽，而紫光最窄，在中央处七种光又混合起来，所以最中央看到的一般是又宽又亮的白条纹，而最宽的红光就显现出来，紫光最窄和其他光混合了。希望采纳。
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