六年级科学 · 第二单元 第 7 课 虚拟实验 光的色散 白光 = 七色光

《制造彩虹》—— 光的色散

阳光看起来是白色的,其实它由七种色光混合而成。这一课我们用三种方法,把白光"拆开"再"合起来",亲手造出一道彩虹。

1水杯 + 镜子 · 光线实时追迹

白光 → 水面折射 → 镜面反射 → 再折射出水 → 墙面
墙 面 白光(阳光) 镜子
拖动滑块,调整镜子角度
镜子与水平夹角
26°
彩虹带宽度
--
彩虹中心高度
--

◎实验控制台

边调边观察
镜子倾斜角度 决定彩虹高低26°
15°(偏高)27°40°(偏低)
水杯左右位置 离墙越远彩虹越宽280
靠近墙远离墙
杯中的水量 水越多色散越明显70%
20%60%100%
为什么墙上是七色?
白光斜射进水里,在水面发生折射;七种色光"拐弯"的本领不同 —— 红光偏折最小、紫光偏折最大。 光被镜子反射后再穿出水面,这点差别被放大,七色就分开了。
动手提示 镜面太平或太陡,光会跑出水面时被"全反射"回水里,或者直接打到桌面 —— 这时墙上就没有彩虹啦,试试「一键最佳角度」。

2三棱镜分光 · 拖动棱镜看变化

左键按住棱镜左右拖动
玻璃三棱镜 光屏 ← 按住棱镜左右拖动 → 白光
白光穿过三棱镜,被"拆"成七色光谱
棱镜→光屏距离
--
光谱带宽度
--
色序
红橙黄绿蓝靛紫

◎观察与记录

拖动后填一填
你会看到什么?
白光进入棱镜后向底边(厚的一侧)偏折。七种色光偏折程度不同: 红光偏折最小、排在最上面; 紫光偏折最大、排在最下面。
拖动棱镜,比一比
当前:棱镜离光屏 --,光谱宽 --
规律 棱镜离光屏越远,七色光走过的路程越长,被"拉开"得越宽; 越近则挤在一起、颜色更难分辨。
1666 年 · 牛顿的实验
牛顿让一束阳光穿过三棱镜,墙上出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带。 他又用第二个棱镜把七色光重新聚成白光 —— 这才证明:白光不是单色光,而是由七种色光混合成的。

3光的三原色 · 拖一拖,叠出白光

按住色斑拖动 · 滑块调亮度
R
G
B
黄
品红
青
白光
拖动三个光斑,让它们重叠起来

◎叠加结果

实时计算
还没有重叠
移动光斑让它们相交
红 绿 蓝 红+绿=黄 红+蓝=品红 绿+蓝=青 三色=白
红光亮度100%
绿光亮度100%
蓝光亮度100%
把某个亮度拖到 0,看看"少了一种色光"时叠加色怎么变。
和前两个实验连起来想
模块 ①②是把白光拆开(色散);这里是把色光合起来(叠加)。 只要红、绿、蓝三种色光按适当亮度叠在一起,就能配出白光 —— 所以它们被称为光的三原色。
生活里的三原色 电视、手机屏幕、舞台灯,都是用无数个"红绿蓝"小点,靠亮度变化配出你看到的所有颜色。

🎯 本课结论

白光由七种色光组成;雨后空中无数小水珠 = 微型三棱镜,阳光色散形成彩虹。

🌈彩虹为什么是弯的?

每颗小水珠把阳光色散后,又以约 42° 的角度把光送回来。以你的眼睛为顶点、朝向太阳的反方向,所有满足这个角度的水珠排成一个圆环——我们只看到地面以上的一半,就是弯弯的彩虹。

  • 颜色顺序固定:外圈红 → 内圈紫(红光偏折小)
  • 有时外面还能看到一圈淡的"霓",颜色顺序正好倒过来

🔺牛顿的三棱镜

1666 年,牛顿在暗室里让一束阳光穿过三棱镜,墙上出现了七色光带。

  • 他又在光屏上开小缝,只放一种色光通过第二个棱镜 —— 这束光不再分解,说明它是单色光
  • 再把七色光用透镜聚拢,又变回白光
  • 结论:白光是复色光,由七种单色光混合而成

💧生活中的色散

只要看到"白光被拆成彩色",背后都是色散:

  • 光盘背面的彩虹纹(细密刻槽当光栅)
  • 肥皂泡、水面油膜的彩色(薄膜干涉,色彩来源不同)
  • 瀑布、喷水池旁的小彩虹
  • 钻石、水晶边缘的"火彩"
  • 露珠、玻璃杯边缘出现的彩色亮边