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标题: 《光学》- 九 [打印本页]

作者: qjtrade2012 时间: 2012-10-12 11:29
标题: 《光学》- 九
【色散】复色光被分解为单色光，而形成光谱的现象，称之为“色散”。色散可通过棱镜或光栅等作为“色散系统”的仪器来实现。例如，白色光线射于三棱镜，则通过棱镜之后，光线被分散为由不同颜色光组成的色彩光谱。如一细束阳光可被棱镜分为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光。这是由于复色光中的各种色光的折射率不相同。当它们通过棱镜时，传播方向有不同程度的偏折，因而在离开棱镜则便各自分散。折射率较大的紫色光偏向大，而折射率较小的红光则偏向小。由于各色光的折射率有大小之分（这是由于各色光的频率不同造成的，频率高的折射率大），所以非单色光才会发生色散。当一白光由空气射入水或玻璃时，折射后分成各色的光，若玻璃为两面平行的平板，则光从玻璃射出的线平行，不同色光再行重叠，并未发现色散现象。若光通过棱镜，不同色光之出射线不平行，色散现象较易观察。
【光谱】复色光经过色散系统（如棱镜、光栅）分光后，被色散开的单色光按波长（或频率）大小而依次排列的图案。例如，太阳光经过三棱镜后形成按红、橙、黄、绿、青、蓝、紫次序连续分布的彩色光谱。红色到紫色，相应于波长由7，700～3800×1010米的区域，是为人眼能感觉的可见部分。红端之外为波长更长的红外光，紫端之外则为波长更短的紫外光，都不能为肉眼所觉察，但能用仪器记录。因此，按波长区域不同，光谱可分为红外光谱，可见光谱和紫外光谱；按产生的本质不同，可分为原子光谱、分子光谱；按产生的方式不同，可分为发射光谱、吸收光谱和散射光谱；按光谱表观形态不同，可分为线光谱、带光谱和连续光谱。光谱的研究已成为一门专门的学科，即光谱学。光谱学是研究原子和分子结构的重要学科。
【透镜】光学仪器的一种重要元件，由透明物质（如玻璃、水晶等）制成。光线通过透镜折射后可以成像。按照其形状或成像要求的不同，透镜可分为许多种类，如两面都磨成球面，或一面是球面另一面是平面的称“球面透镜”；两面都磨成圆柱面，或一面是圆柱面一面是平面的称“柱面透镜”。透镜一般可分为凸透镜和凹透镜两大类。
【凸透镜】凸透镜是中央部分较厚的透镜。凸透镜分为双凸、平凸和凹凸（或正弯月形）等形式，如图4－9所示。薄凸透镜有会聚作用故又称聚光透镜，较厚的凸透镜则有望远、发散或会聚等作用，这与透镜的厚度有关。将平行光线（如阳光）平行于轴（凸透镜两个球面的球心的连线称为此透镜的主光轴）射入凸透镜，光在透镜的两面经过两次折射后，集中在轴上的一点，此点叫做凸透镜的焦点（记号为F），凸透镜在镜的两侧各有一焦点，如为薄透镜时，此两焦点至透镜中心的距离大致相等。凸透镜之焦距如图4－10所示，是指焦点到透镜中心的距离，通常以f表示。凸透镜球面半径越小，焦距越短，凸透镜可用于放大镜、老花眼及远视的人戴的眼镜、显微镜、望远镜的透镜等。

【凹透镜】两侧面均为球面或一侧是球面另一侧是平面的透明体，中间部分较薄，称为四透镜。分为双凹、平凹及凸凹透镜三种，如图4－11a所示之A、B、C。其两面曲率中心之连线图4－11b所示之G1H，称为主轴，其中央之点O称为光心。通过光心的光线，无论来自何方均不折射。图4－11c表示，平行主轴之光束，照于凹透镜上折射后向四方发散，逆其发散方向的延长线，则均会于与光源同侧之一点F，其折射光线恰如从F点发出，此点称为虚焦点。在透镜两侧各有一个。凹透镜又称为发散透镜。四透镜的焦距，如图4-12所示。是指由焦点到透镜中心的距离。透镜的球面曲率半径越大其焦距越长，如为薄透镜，则其两侧之焦距相等。

【物和像】人们能感觉到物，是由于物体各点所反射的光，经过人眼这个光学系统（相当一个焦距可调的凸透镜）成像于视网膜上，再由视神经传到大脑而造成视觉，从光学的角度讲，物点是发散光束的顶点，所以物就是由这些发散光束顶点的组合而成。如果光束经不同媒质的界面反射或折射以后，光线的方向虽然改变了，但反射光线或折射光线所构成的光束仍然有一个顶点“P′”，这个顶点P′就叫做像点，在这种情况下，每个像点和物点间建立了一一对应的关系。这些像点的组合就是像。如果光束中各光线确实在某点会聚，那么该会聚光束的顶点叫做实像；如果光束经界面反射或折射后是发散的，但这些光线反向延长后，能够找到光束的顶点，则该发散发束的顶点叫做虚像。物和像则是这些光束顶点的集合。在空间中的物，它向所有方向反光，眼睛无论在何处，只要找对方向都可以看到物。像则不然，因为平面镜或透镜的反射或折射的光束不是向所有方向，光束总是局限在一定的范围内。如果人眼恰处于光束所在的范围内，便可看到像，但是当眼睛位于反射或折射光束的范围之外时，眼睛是看不到像的。因为这些光束不能进入人的眼睛。
【实像和虚像】物体发出的光线经过光具组（如反射镜、透镜组等）反射或折射后，重新会聚而造成的与原物相似的图景，实像可以显映在屏幕上，能使照像底片感光。摄影或放映电影都必须利用实像。若物体发出的光线经光具组反射或折射后，如为发散光线，则它们反向的延长线（虚光线）相交时所形成的像称为“虚像”。虚像不能显映在屏幕上，也不能使照像底片感光，只能用人眼观察到。在放大镜、显微镜、望远镜等光学仪器中观察到的像都是虚像。
【虚物】在光具组中，常按不同的要求使几个透镜来达到成像的目的，以两个透镜为例，如果第一个透镜所形成的实像位于第二个透镜的后面，则对第二个透镜来说，这像就称为“虚物”。

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