光学
光の分散とスペクトル
プリズムで白色光を分解し、通常分散—— が λ とともに減少——を検証します。紫が最も大きく、赤が最も小さく偏向します。入射角と分散の強さを調整して色光線の経路を比較します。
器具
- 白色光を赤・緑・青・紫に分ける仮想プリズム
- 入射角スライダー
- 分散の強さスライダー
- 「パラメータリセット」ボタンと n(紫)>n(赤) の読み出し
手順
光束の分離を観察する
分散を中程度にします。プリズムに入った白色光は出射面で色の扇に分かれ、ガラスの により紫が底辺側へ最も大きく曲がります。読み出しの「通常分散」を確認します。
入射角を変える
入射角スライダーを小から限界近くまで動かすと、プリズムの最小偏向角付近で全光線の偏向が増え色の扇が広がります。出射光線が第二面を掠める入射角を記録します。
分散を変えて比較する
分散スライダーを 0% にすると全色が一つの経路をたどります。「分散なし」材料は n が λ に依存しません。100% にすると赤–紫の間隔が最大です。「パラメータリセット」を押し、確認前に色の順序を予測します。
シミュレーション
実験の歴史
1666年、ペストでケンブリッジが閉鎖された時期、アイザック・ニュートンは日光をプリズムに通し、白色光がプリズムで着色されるのではなく最初から色を「含む」ことを示しました。決定的実験では分離した色を再び白色に戻しました。1672年に『哲学紀要』で発表。
屈折率の波長依存は1836年にコーシーが公式化し（）、1871年にゼルマイヤーが一般化しました。ブンゼン–キルヒホッフのプリズム分光器（1859年）は分散を元素分析の道具に変え、太陽でヘリウムを地球より先に発見しました。