有圖彩虹的形成的探究報(bào)告

1、 第十節(jié) 光的色散和人造彩虹夏日，雨后初晴，陽光明媚。瞬間，天空中出現(xiàn)一道彩虹，它是一道橫跨天空的七色彩帶，紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫，宛如一座彩色的拱橋飛架天空。 天空中為什么會(huì)出現(xiàn)五顏六色的彩虹呢？一彩虹形成的原因雨后，天空中還懸浮著很多極小的水滴，太陽光沿著一定角度射入這些小水滴內(nèi)，會(huì)產(chǎn)生兩次折射和一次全反射，然后從水滴射出來，于是，太陽光色散成紫色在內(nèi)，紅色在外的七色彩帶。其中紅色光與入射光線所成的角度約為42°，紫色光所成的角度約為40°。 有的同學(xué)也許試過，背著太陽，口里含一口水，將水向空中適當(dāng)?shù)姆较驀姵?，就?huì)在水珠中看到一道美麗的人造彩虹。實(shí)驗(yàn)室里我們也見到過

2、，當(dāng)太陽光通過三棱鏡的時(shí)候，前景的方向會(huì)發(fā)生偏折，而且把原來的白色光 線分解成紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫7種顏色的光帶。 而下過雨后，有許多微小的水滴漂浮在空中，當(dāng)陽光照射到小水滴上時(shí)會(huì)發(fā)生折射，分散 成7種顏色的光。很多小水滴同時(shí)把陽光折射出來，再反射到我們的眼睛里，我們就會(huì)看到一條半圓形的彩虹。彩虹的色帶分明，紅的排在最外面，接下來是橙、黃、綠、青、藍(lán)、靛、紫7種顏色。二關(guān)于彩虹的小秘密1.為什么彩虹有寬有窄？空氣里水滴的大小，決定了虹的色彩鮮艷程度和寬窄。空氣中的水滴大，虹就鮮艷。也比較窄；反之，水滴小，虹色就淡，也比較寬。2. 什么方向才能能看到彩虹？ 我們面對(duì)著太陽是看不到彩虹的，只

3、有背著太陽百能看到彩虹，所以早晨的彩虹出現(xiàn)在西方，黃昏的彩虹總在東方出現(xiàn)。 3.如何利用彩虹推斷天氣？虹的出現(xiàn)與當(dāng)時(shí)天氣變化相聯(lián)系，一般我們從虹出現(xiàn)在天空中的位置可以推測當(dāng)時(shí)將出 現(xiàn)晴天或雨天。東方出現(xiàn)虹時(shí)，本地是不大容易下雨的，而西方出現(xiàn)虹時(shí)，本地下雨的可能性卻很大。4.為什么冬天見不到彩虹？ 一般冬天的氣溫較低，在空中不容易存在小水滴，下陣雨的機(jī)會(huì)也少，所以冬天一般不會(huì)有彩虹出現(xiàn) 5.彩虹為什么總是彎曲的 光穿越水滴時(shí)彎曲的程度，視光的波長（即顏色）而定紅色光的彎曲度最大，橙色光與黃色光次之，依此類推，彎曲最少的是紫色光。因?yàn)樗畬?duì)光有色散的作用，不同波長的光的折射率有所不同，藍(lán)光的折射角度

4、比紅光大。由于光在水滴內(nèi)被反射，所以觀察者看見的光譜是倒過來，紅光在最上方，其他顏色在下。每種顏色各有特定的彎曲角度，陽光中的紅色光，折射的角度是42度，藍(lán)色光的折射角度只有40度，所以每種顏色在天空中出現(xiàn)的位置都不同。若用一條假想線，連接后腦勺和太陽，那么與這條線呈42度夾角的地方，就是紅色所在的位置。這些不同的位置勾勒出一個(gè)弧。既然藍(lán)色與假想線只呈 40度夾角，所以彩虹上的藍(lán)弧總是在紅色的下面。三、人造彩虹 彩虹的美麗總是短暫的，今天我們可以嘗試自己制造彩虹，留住大自然的美麗。 方法一： 準(zhǔn)備：臉盆、清水、鏡子、白紙。     方法：1找一

5、間透著陽光的房子，在窗戶邊的墻上貼一張白紙。            2把盛了水的盆子放在陽光下，將鏡子斜靠在盆子里，鏡子一半 侵入水中。           3調(diào)整鏡子的角度，你就可以看到墻上出現(xiàn)了一道彩虹。 方法二： 準(zhǔn)備：清水 噴霧器 方法：白光照射，用噴霧器噴出水霧。背對(duì)陽光觀察，就可以看到我們的自制 彩虹了。 方法三: 準(zhǔn)備：三棱鏡 方法：用棱鏡對(duì)準(zhǔn)陽光，調(diào)整角度角度，在墻上就可

6、以看到清晰的彩虹。4 有關(guān)棱鏡實(shí)驗(yàn)的歷史 當(dāng)白光通過無色玻璃和各種寶石的碎片時(shí)，就會(huì)形成鮮艷的各種顏色的光，這一事實(shí)早在牛頓的幾個(gè)世紀(jì)之前就已有了解，可是直到十七世紀(jì)中葉以后，才有牛頓通過實(shí)驗(yàn)研究了這個(gè)問題該實(shí)驗(yàn)被評(píng)為“物理最美實(shí)驗(yàn)”之一。 1.設(shè)計(jì)并進(jìn)行三棱鏡實(shí)驗(yàn) 牛頓首先做了一個(gè)有名的三棱鏡實(shí)驗(yàn)，他在著作中記載道：“1666年初，我做了一個(gè)三角形的玻璃棱柱鏡，利用它來研究光的顏色為此，我把房間里弄成漆墨的，在窗戶上做一個(gè)小孔，讓適量的日光射進(jìn)來我又把棱鏡放在光的入口處，使折射的光能夠射到對(duì)面的墻上去，當(dāng)我第一次看到由此而產(chǎn)生的鮮明強(qiáng)烈的光色時(shí)，使我感到極大的愉快”通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，在墻上得到了

7、一個(gè)彩色光斑，顏色的排列是紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫牛頓把這個(gè)顏色光斑叫做光譜 2.進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，獲得純光譜 牛頓在上述實(shí)驗(yàn)中所得到的光譜是不純的，他認(rèn)為光譜之所以不純是因?yàn)楣庾V是由一系列相互重疊的圓形色斑的像所組成牛頓為了獲得很純的光譜，便設(shè)計(jì)了一套光學(xué)儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 用白光通過一透鏡后照亮狹縫S，狹縫后放一會(huì)聚透鏡（凸透鏡）以便形成狹縫S的像s然后在透鏡的光路上放一個(gè)棱鏡結(jié)果光通過棱鏡因偏轉(zhuǎn)角度不同而被分開，以至在白色光屏上形成一個(gè)由紅到紫的光譜帶這個(gè)光譜帶是由一系列彼此鄰接的狹縫的彩色像組成的若狹縫做得很窄，重疊現(xiàn)象就可以減小到最低限度，因而光譜也變得很純 3.牛頓提出解釋光譜的理論

8、牛頓為了解釋三棱鏡實(shí)驗(yàn)中白光的分解現(xiàn)象，認(rèn)為白光是由各種不同顏色光組成的，玻璃對(duì)各種色光的折射率不同，當(dāng)白光通過棱鏡時(shí)，各色光以不同角度折射，結(jié)果就被分開成顏色光譜得出結(jié)論：白光能分解成不同顏色的光，這些光已是單色的了，棱鏡不能再分解它們 4.單色光復(fù)合為白光的實(shí)驗(yàn) 白光既然能分解為單色光，那么單色光是否也可復(fù)合為白光呢”為此牛頓進(jìn)行實(shí)驗(yàn)把光譜成在一排小的矩形平面鏡上，就可使光譜的色光重新復(fù)合為白光調(diào)節(jié)各平面鏡與入射光的夾角，使各反射光都落在光屏的同一位置上，這樣就得到一個(gè)白色光班 牛頓指出，還可以用另一種方法把色光重新復(fù)合為白光把光譜畫在圓盤上成扇形，然后高速旋轉(zhuǎn)這個(gè)圓盤，圓盤就呈現(xiàn)白色這種實(shí)驗(yàn)效果一般稱為“