光学论文范文

前言：我们精心挑选了数篇优质光学论文文章，供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发，助您在写作的道路上更上一层楼。

第1篇

关键词银幕类型亮度系数增益

银幕是指能接受幻灯、投影、电影等设备所投射出的光束，并在其表面显示图像的白色特制平面，也称之为放映银幕。它对放映画面的亮度、清晰度、对比度、色彩还原和放映声音起着重要的作用。要使银幕达到良好的放映效果，就必须对银幕的种类、光学原理和使用方法等进行充分的研究。

一、银幕的类型

目前常用的银幕按幕面的光学特性分为两大类：反射式银幕和透射式银幕。反射式银幕不受尺寸限制，但受环境光线的影响较大，包括各种规格的手动挂幕和电动挂幕。如升降幕、支架幕、地拉幕、桌幕、金属平面幕、弧面幕等。反射式银幕按照光学原理分为漫散反射银幕和方向性漫散反射银幕。透射型银幕画面整体感较强，不受环境光线的影响，能正确反映图像质量，画面色彩艳丽，形象逼真，包括各种规格的硬质透射幕和软质背投幕。透射式银幕按照光学原理多为方向性漫散透射银幕。

1、漫散反射银幕

漫散反射银幕是放映电影和幻灯投影中常用的一种银幕。其特点是银幕表面能将照射到幕面上的光线，在较大扩散角范围内，均匀分散地反射到各个方向，在银幕的前方任何不同的角度观看银幕影像时，其亮度基本不随方向和角度而改变，散射角大，颜色准确自然。

2、方向性漫散反射银幕

方向性漫散反射银幕的特点是将照射到幕面上的光线经过反射并重新分配后集中于一定方向的角度内，因而在这个角度内银幕亮度高，观众在这一角度内观看时图像清晰明亮：但偏离这一特定的角度时。银幕亮度有明显下降。另外，有一些方向性漫散反射银幕对某些颜色具有排斥作用，会使彩色影像的颜色失真。

3、方向性漫散透射银幕

方向性漫散透射幕的特点是当光线照射到银幕上时，在以入射光线为中心的立体角内都有透射光，在入射光方向上透射光强有最大值，偏离此方向越远透射光强越小，因此看起来入射方向最亮，远离此方向则变暗。这种幕放映时，可不用遮暗。

二、银幕的几个重要光学指标

1、银幕的反射系数、透射系数和吸收系数

光线投射到银幕上，通常分成三部分：一部分被反射，一部分被吸收，还有一部分穿透银幕。我们分别用反射系数、透射系数和吸收系数表示银幕材料对入射光线的反射、透射和吸收程度。

反射系数=银幕反射的光通t/照射到银幕的总的光通量(1)

透射系数=银幕透射的光通量/照射到银幕上总的光通量(2)

吸收系数=银幕吸收的光通量/照射到银幕上总的光通量(3)

对于任何一种幕面光学材料，这三个系数之和都等于1。

即：反射系数+透射系数+吸收系数=1(4)

各种银幕的光学材料都可用上述三种系数表明其特性，某种材料的吸收系数大，说明射到它上面的光通量损失大。无论是何种银幕都要求吸收系数值越小越好。吸收系数的大小与银幕光学材料的吸光性、厚度和颜色有关：材料吸光性高、厚度大、颜色深，则吸收系数大。与其它材料相比，白色材料吸收系数值最小。

反射型银幕要求反射系数大，透射系数尽量小。在同样的光照条件下，反射系数越高，银幕反射的光线就越多。幕面就越亮。透射型银幕则要求透射系数尽量大，反射系数尽量小。

2、银幕的亮度系数

银幕的亮度系数Rα，就是在同一照明条件和规定的观察条件下，当入射光线沿银幕法线方向时，在观看银幕一侧与银幕法线方向成α角方向的银幕亮度Bα与同样条件下理想漫散幕的亮度BO的比值。即Rα=Bα/BO(5)

理想漫散幕是抽象的一种理想银幕，即反射系数(或透射系数)为1，并且能将全部入射光能量以完全均匀的亮度反射(或透射)到半球空间内。

显然，由式(5)看出亮度系数Rα是角度α的函数，不同银幕的亮度系数Rα可用亮度系数特性曲线表示，它表明银幕表面亮度系数根据观察方向不同而变化的情况，如图1。

(1)当银幕是理想漫散银幕时：Bα=BO，Rα=1。其特性曲线如曲线1所示。

(2)当银幕是实际漫散银幕时，亮度Bα在近法较大幅度内与。α角无关，仅在α接近90度时，亮度才有所降低，其特性曲线如曲线2所示。所以漫散反射银幕的光能量分配在一定范围内是均匀的。观看者在此范围内观看银幕时，亮度大致相同。

(3)当银幕是方向性漫散银幕时，在银幕法线(假定入射方向沿法线)方向的某个范围内Bα可以大于BO，因而Rα＞1，但随着α角的增大，Bα不断减小，Rα则随着不断减小。当α超过一定值时，Rα即小于1，其亮度特性曲线如曲线3所示。由于方向性漫散银幕对入射的光能量在空间的不同方向上重新分配，光线集中在某个方向上，其亮度系数大于1，但是这些方向上的亮度提高是依靠降低其它方向上的亮度来实现的，反射系数(或透射系数)并未超过1。

我们把亮度系数的最大值称为银幕的增益。漫反射银幕典型的亮度增益值在0.8-1.0之间，而方向性漫散银幕的亮度增益可以从1.4直到2.0，甚至更高。所以方向性漫散银幕也称增益银幕。对于增益银幕，我们不能只虑它的增益系数，还要考虑银幕的亮度特性曲线是否平缓。低增益系数银幕的亮度系数随着角度的增大降低的幅度较小。高增益系数银幕的亮度系数随着角度的增大降低的幅度较大。也就是说，对于高增益银幕，我们希望其亮度特性曲线越平缓越好。

经多年试验和验证，电影界已形成银幕亮度标准，且被全世界采用。在SMPTE公布的与影院放映影片有关的银幕亮度标准中，规定银幕中心亮度为16英尺朗伯(55cd/m2)。边缘为12英尺朗伯(41.25cd/m2)。这是放映机上无影片运行、白光下所测得的银幕亮度值。该标准同时指出银幕中心亮度不宜过亮，也就是说不应有热点(hotspotting)。通常，银幕亮度取决于放映机发出的光流以及放映灯和银幕之间的光损失，也就是反光镜、镜头、放映窗玻璃所造成的光损失，以及从银幕上反射光线的损失。

3、银幕的散射角

散射角也称为视角，是指亮度系数为Rα=0.7Rαmax(Ramax指该银幕的增益)时的2a角称为散射角，如图1所示。散射角在选择银幕时是一个重要的光学参数，观看者观看银幕时，应处于散射角范围内，这样才能获得较为清晰、明亮的图像。一般来说银幕的增益越大，散射角越小：增益越小，散射角越大。

4、银幕的清晰度

银幕画面清晰度是放映质量的重要指标之一，是指银幕上影像各细部影纹及其边界的清晰程度。通常以解像力来表示，即每毫米可分辨的线条数，单位为线对\毫米。解像力越高。并且银幕中心和四周的解像力相差不大，则银幕上的图像显得越清晰。一般来说，银幕的解像力达到50线对\毫米就可以达到比较良好的图像清晰度。

三、常用的几种银幕

1、白色布幕、白色塑料幕、布基涂塑幕

白色布幕由白布精漂而成l白色塑料幕是由白色聚氯乙烯制成，布基涂塑幕是在幕基(布或其它织物)上喷涂一层白色聚氯乙烯或白色硫酸钡涂料而成。这些银幕都属漫散反射式银幕，光线反射柔和，亮度均匀，增益不高，对放映环境透光遮挡要求严，反射系数在0.7～0.85,散射角在140度左右。

2、金属银幕

金属银幕均属方向性漫散反射银幕，金属银幕可提供更大的辐射强度，就像镜子反射光一样，这种银幕的亮度系数范围较广，一般在1.5～10之间。使用这种银幕时应注意，增益越高，散射角越窄。该银幕的缺点是密度不易做均匀，从而造成平整度受影响，因此，建议不要用这种材料制作太大的银幕。

金属银幕分为铝箔反光幕和银粉幕。铝箔反光幕是在幕基(如麻布、白细布、漆布、塑料等材料)上喷涂一层铝反射层或刷一层铝粉漆。也可将铝板表面腐蚀或喷砂形成白色无光泽表面。这种银幕随制作工艺不同，反射系数通常不超过0.65,亮度系数可在1.5～4.5之间，散射角一般不超过50度。银粉幕是在幕基上均匀涂上银粉使之反射投影光。

金属银幕中有一种称为金属光栅银幕，它是在幕基上涂布一层含有增塑剂的白色聚氯乙烯，再涂含铝粉的清漆，干燥后在专门的机器中加热到200度C，并压出光栅网格。这种幕的散射角水平方向为1000,垂直方向为500,在此范围内亮度系数平均为1.3，在法线方向为1.5。这个范围内反射光占全部反射光的81％，占放映机有效光通量的52％，因而金，属光栅银幕光效高，均匀性好。

3、玻璃微珠幕

玻璃微珠幕是在幕基上涂一层白胶漆，然后再均匀喷上一层直径为0.02～0.03mm的透明玻璃珠，经干燥后而成。玻璃微珠幕属于方向性漫散反射印幕，具有耐老化、不易褪色、色彩还原性好的优点，银幕增益为2～4之间，幕前中心亮度为580E左右，反射系数0.75以下，散射角约为50度左右。此类银幕玻璃珠直径越大，散射角越小，亮度系数越大。这种银幕不能折叠，不能用手指、锋利硬物碰触幕面，否则容易造成污痕和裂纹。

4、穿孔银幕

通常放映时为了使声音与画面效果配合协调一致扬声器最好放置在银幕后的正中央处，这时就会影响声音的高频特性。为了提高声音保真度，可使用穿孔银幕。银幕穿孔既要获取最佳的声学特性，又要使观众观察不到幕孔。穿孔银幕的构造是在幕面均匀打上很多小孔，一般孔的直径在0.5－1.2mm之间，小孔之间应有5.5mm的间隔：小孔面积总和占银幕面积的2％～5％左右，这样观众在观看影像时看不到小孔。穿孔银幕有不同的幕面构造。常见的有橡皮穿孔幕、塑料穿孔幕、玻璃珠穿孔幕、金属穿孔幕等。银幕经穿孔后，其表面特性不变，只是改变了音响效果。穿孔银幕因幕面有孔，透光较多，亮度将降低。

5、毛玻璃银幕

属方向性漫散透射银幕，用毛玻璃制成，一般尺寸不大，方向性特别强，最大亮度系数可达13。

四、银幕的选择

银幕类型、形状和尺寸三个因素影响着银幕上的影像。银幕的选择主要依据放映场所的实际情况，合理选择银幕的类型、银幕的尺寸和银幕的形状。

1、银幕类型的选择

方向性漫散反射银幕，由于亮度系数大，散射角小，所以适合用于窄而长的放映场所。对于宽而短的放映场所，则应选择散射角大、亮度系数均匀的漫散反射银幕，这种银幕能使各个方位的观众都获得满意的视觉效果。对于无任何遮光条件而又明亮的放映场所，可考虑选择透射式银幕，其抗杂光干扰性能特别好。放映立体幻灯或电影，则必须选择金属银幕，因为金属银幕的反射不改变光的偏振情况，其它材料的银幕反射改变光的偏振情况。

2、银幕形状的选择

银幕的外形一般有长方形和正方形，长方形适用于电影放映，正方形适用于幻灯、投影放映，银幕的宽高比例要适合于放映设备显示的图像比例。银幕大小与影像格式的关系如表1所示

银幕形状还普遍认为应遵守漫反射银幕为平面、增益银幕为弧形这一准则。其理由是如果漫反射银幕采用弧形设计，银幕上相互之间由于光的散射会使亮度降低，而且有可能使对比度下降，所以漫反射银幕通常为平面设计，增益银幕弧深为弦长的5％(弦高比20：1)。弧形大的银幕可容纳更多的观众。所以，选择弧形银幕设计时推荐使用增益银幕。

3、银幕大小的选择

第2篇

关键词：低温真空低温光学实验装置有限元ZYGO干涉仪梯形支撑

1引言

随着空间技术和军事技术的发展需要，探测仪器的分辨率要求越来越高。在深冷的条件下，当需要探测的目标信号十分虚弱时，探测仪器的背景辐射主要来自仪器本身的光学系统和支撑结构，探测仪器灵敏度严重受到系统本身辐射的影响，为减少这一热噪声，冷却光学系统是必需采用的方法。只有把光学系统冷却及其相关部件冷却到一定程度，才能有效地减少背景光子的通量，发挥背景极限探测器的作用，大大提高探测器灵敏度。在低温状态下工作的光学系统需要解决一系列问题，这些问题涉及材料特性、光学元件单元及系统整体性能变化、光学元件变形、低温污染等等，这就形成了一门新兴学科——低温光学。

自上世纪七十年代开始，美国首先对低温光学技术进行研究，最初主要用于各种观察、测量系统，例如低温红外望远镜、空载干涉仪器等。从机载、球载到星载，大多数系统都成功有效地完成了对外空的各种探测任务。欧洲一些国家也对低温光学系统的观察仪器进行了研究。国内起步于上世纪八十年代末，由于国内航天及其国防事业的发展要求有高灵敏度的探测器，而这些仪器将不可避免地用到低温光学系统。

我国的未来光学遥感系统采用了十几个光学元件，这些系统要求冷却到150K，并且对光学元件的控温范围要求非常严格，因此就需要研制一套低温真空实验装置对相关的光学元件进行低温实验。

2系统实验装置的建立

该光学系统的最主要部件之一是动镜装置部分。基于反射镜的温度要冷却到150K并对反射镜的变形进行研究的目的，就需要建立一套高真空和低温应用的实验系统，该系统还要满足进行其它光学元件的低温实验需要。系统实验装置由真空机组、低温真空腔体、防振系统、测量装置等主要部分组成。

2.1低温真空腔体设计

低温真空光学实验装置系统示意图如图1所示，1-机械泵2-预阀3-分子泵4-高阀5-铜带6-低温真空腔7-直线电机8-电源9-被测量光学系统10-ZYGO干涉仪11-光学窗口12-监控计算机13-温控电路14-铂电阻15-电热器16-液氮箱17-活性炭18-氮气19液氮20低阀。低温真空腔体是实验系统的核心部分，其示意图见如图2，1—抽气管2-液氮桶3-上腔体4-铜带5-引线出口6-支撑平台7-下腔体8-电机支撑9-梯形支撑10-光学窗口11-O形圈12-动镜支撑框架13-O形圈14-活性炭15-出气管16-进液管。腔体总高461mm，外壳直径284mm。内有圆柱形液氮容器，可以储存液体约4升。其中的光学元件支撑框架是专门为动镜设计的，其高度177mm。整个腔体可以测试直径小于250mm,高度小于200mm的各类反射镜和光学元件。

液氮桶下面用铜带接光学元件装置，当液氮桶灌注液氮后，冷量通过铜带传导给光学元件装置。下腔体的石英玻璃光学窗口直径为64mm.光学元件支撑结构由支撑平台和固定夹板组成。用固定夹板是为了防止光学元件框架移动，并保证光线垂直射到动镜表面上。由于动镜需要电机驱动，而电机的发热量为3-5W，而这部分热量辐射对动镜有很大影响，因此就用导热率较高的紫铜支撑把一部分热量尽可能的传递给系统外部。由于光学元件装置部分需要冷却因此就需要尽量避免它与外界和腔体传递热量，因此就考虑用梯形支撑，由于梯形支撑壁很薄，就起到了很好的隔热作用。

2.2真空抽气系统和活性炭处理

真空抽气系统由机械泵和分子泵组成。由于ZYGO干涉仪器对震动非常敏感，在光学测试的同时，关掉机械泵和分子泵。在关掉机械泵和分子泵的期间，还要维持真空腔体内的真空，故考虑在腔体内加活性炭以维持腔体内的真空度。为了去处活性炭中的水汽和其它气体，需要对其进行烘烤预处理。活性炭在加工的时候已经固定于上组件中，所以把整个上组件放在DZF-6210真空干燥箱中，在温度为100°C，烘烤约48小时使得真空度稳定在0.1Pa，然后再做真空低温实验。

2.3ZYGO激光平面干涉仪器

非平面的光学元件可以用He-Ne仪器进行光学测量，而平面型光学元件只能用ZYGO干涉仪如图3进行测量，由于ZYGO干涉仪器对震动非常敏感，因此就需要防震措施。如图3为ZYGO激光平面干涉仪及其防震装置。

图1低温真空光学实验装置系统示意图

图2低温真空腔体结构示意简图

3关键部件的分析与设计

3.1光学窗口的有限分析

干涉测量的光线要通过窗口，所以就要考虑窗口的厚度对测量误差的影响，应尽可能使光学窗口厚度最小，同时还要能承受外部一个大气压的作用。在外部一个大气压，内部几乎为真空的条件下，综合考虑窗口折射带来误差的影响和其强度的大小，要求石英玻璃窗口的最大变形小于一个波长λ（λ=0.53μm）。

通过ANSYS软件建立动镜的有限元模型，并施加边界条件，改变动镜的厚度，进行变厚度有限元分析。如图4-图6是其中比较有代表性的三个分析结果。从有限元分析结果可以得到不同厚度玻璃窗口最大变形比较。光学窗口厚8mm时其最大变形0.989μm远超过一个波长，当其厚度从10mm变到12mm,起最大变形都小于一个波长，但是变化值并不大。窗口厚度变大，其折射带来的误差就大，为了保证其强度，综合这两个因素选择10mm厚，径厚比为6.4∶1的玻璃窗口。

3.2梯形支撑的设计

梯形支撑是连接真空腔体和支撑平台的关键部件，如图7为其示意图,图中为热端温度，为冷端温度。它一方面要求满足尽量减少导热，起到“绝热”的作用，另一方面又要求其强度能满足实验的要求。

图7梯形支撑模型示意图

根据[1]知道，梯形支撑的热传导量为：

（1）

式中：——从支撑热端温度到冷端温度之间支撑材料的平均热导率；其表达式为：

（2）

——支撑的横截面积；

L——支撑的高度。

考虑到起其强度[5]，有：

（3）

式中：——作用于构件的设计载荷；

——安全系数；

——支撑材料的屈服强度。

由公式（1）、（2）和（3）可得：

（4）

由公式4可以看出传热量与材料屈服强度与材料导热系数之比成反比。欲使传热量越小，就应该选择越大的材料，即材料的屈服强度尽量大，材料的导热系数尽量小。由文献[2]和[3]并且考虑到加工成本经济性，选择不锈钢作为梯形支撑的材料。并计算选取梯形支撑的壁厚1mm。参阅金属材料数据库可得到不锈钢的低温导热系数，对温度区间20K∽300K进行拟合可以得到不锈钢的导热系数拟合公式如图8所示。即

（5）

图8不锈钢导热系数拟合

在设计载荷为500N,安全系数取1.5,不锈钢的屈服强度为210MPa,支撑高度为0.046m,高温端为300K,低温端取150K。由公式（4）计算得漏热量为0.042W,可以忽略不计。

4小结

现代技术的发展对观测和成像设备的工作波段和空间分辨率都有很高的要求，低温真空技术越来越受到关注。本文研究了小型低温光学实验装置的相关技术。重点讨论了真空低温腔的结构、光学窗口影响及其有限元分析和梯形支撑的设计，并给出了实验装置的系统示意图，对相关技术进行了探讨，为近一步的低温光学研究打下了基础，并在以后的工作中不断完善。

参考文献

[1]杨世铭陶文铨《传热学》（第三版）高等教育出版社1998

[2]马庆芳芳荣生项立成郭舜《实用热物理性质手册》中国农业出版社1986

[3]宋键朗杨奋为袁文彬等《材料手册——金属》上海航天局第八零七研究所1992

第3篇

论文关键词：几个妙趣横生的光学实验

 

大家都知道，光的直线传播、光的反射及光的折射是光学中三条最基本的规律，也是光学知识中最重要的规律，它们在日常生活中有比较广泛的应用。下面就向大家介绍几个利用身边简单的器材、人人可做的妙趣横生的光学小实验，希望能激起大家的学习兴趣，提高实验探究能力与创新思维能力。并运用光的传播三条基本规律解释实验中出现的非常有趣的奇妙现象。

⒈ 有趣的小孔成像

根据光在同一种均匀的物质中是沿直线传播的这一原理，光源发出的光通过小孔可在屏上形成倒立的实像，此即为小孔成像。

在一块不透明的硬纸板上打7个小孔，在板前放一支点燃的蜡烛，这时我们就会发现在板的另一侧的光屏上形成了7个倒立的烛焰的像。请大家在光屏上画出烛焰通过小孔所成像的位置，你就会觉得趣味无穷。

根据光在同一种均匀的物质中是沿着直线传播的原理可知，来自物体的光通过小孔后可在光屏上形成倒立的实像，这就是我们经常所说的小孔成像。这是我们的祖先早在两千年前就发现了的奇妙现象。再如，在夏季白天浓密的树荫下，我们可以看到许许多多圆形的亮斑，就是太阳通过浓密的树叶间形成的小孔成像在地面上所致，并且这些亮斑的形状是圆的，此像与树叶间形成的小孔的形状无关。

⒉ 趣味无穷的黑体小实验

找一张你所能找到的你认为最黑的纸及一只内壁是白色的瓷杯，把黑色纸剪成一张比杯口略大的纸片，覆盖在上述白色瓷杯的杯口上。然后用胶带把纸片与杯口的边缘要密封严实。再用针尖或笔尖在纸片中心扎一个极小的孔，然后把它放在灯光下观察，这时奇妙的现象出现了初中物理论文，你就会感到这个小孔比黑色的纸还要黑一些。同学们，你知道这其中的奥秘吗？下面我们就对这个问题做一简要的解释。

这是因为没有任何黑色的物体是完全黑色的，它们只是一种很暗的灰黑色，而被黑纸覆盖的杯子却近似一个黑体，即一个可以吸收所有辐射的物体。也就是说，从小孔中射进的光只有在杯子里面经历无数次反射后，才有可能从杯出，并且发生这种情况的概率很小，因此可以认为：几乎没有任何辐射能够逃出小孔，于是看上去它会比黑纸更黑。

⒊ 用水来点火

众所周知，水火相克，水能灭火。殊不知水也能“点火”呢！大家乍一听用“水”点火，可能会觉得不可思议，然而这确是不争的事实，这是运用了凸透镜的聚焦原理。不信吗？你可以亲自动手做一做下面的实验看一看。

大家都知道，凸透镜对光有会聚作用。同学们，你的爷爷、奶奶所戴的眼镜就是一副凸透镜，俗称“老花镜”。请你拿一个“老花镜”放在书本上方适当的位置，你就会发现它具有放大镜的作用。把一个凸透镜放在太阳光下，由于它对光有折射作用，因此可以把照射在它上面的太阳光会聚于一点，适当地上下移动凸透镜，可在地面上形成一个既小又亮的光斑，此点即为凸透镜的焦点。若把纸片或火柴头放在凸透镜的焦点上，经过凸透镜聚焦后的太阳光，不一会儿就可以把纸或火柴头点燃。

因此如果用水制作一个凸透镜，同样可以使放在其焦点上的纸片或火柴头点燃cssci期刊目录。“水凸透镜”的具体做法如下：把一根稍粗一些的铁丝弯折成一个圆圈，在这个圆形的铁丝圈上蒙上一层透明的塑料薄膜，薄膜越透明实验效果越好。薄膜与铁丝圈之间可以用胶带粘牢。然后在薄膜上倒入适量的水，在水的压力的作用下，薄膜会慢慢地下坠，这样就形成了一个水凸透镜。这个水凸透镜把照射到它上面的太阳光聚焦后就可以点燃火柴头或纸片。

根据上述实验结果，大家不难理解，每当雨后天晴、艳阳高照的时侯，种植大棚蔬菜的农民朋友为什么必须立即清除淤积在塑料大棚上的积水。这是为了防止大棚内的蔬菜被会聚的太阳光灼烧致死。同时也不难想到在大森林里旅游观光时，千万不可随意丢弃塑料袋或饮料瓶，这不仅会污染环境，还由于塑料袋或饮料瓶一旦进入雨水后，很容易形成一个水凸透镜，由于它对太阳光具有会聚作用容易引发森林火灾，其后果不堪设想。

由此不难推知，也可以利用冰块磨制一个冰凸透镜，用它在没有火种的情况下，利用太阳光来采集火种。请大家不妨亲自动手做一做上面所说的两种凸透镜，你就会觉得趣味无穷、妙趣横生。

⒋ 让光线弯曲

众所周知初中物理论文，光在同一种均匀的物质中是沿直线传播的。那么光在同一种非均匀的物质中是否也是沿直线传播的呢？大家一定想急于知道结论，只要你做一下下面的有趣小实验，就会明白了。

将清水注入玻璃槽里，并加入大量的白糖，不要搅拌，让白糖自然溶解。将一束很细的光（最好是激光）射入水槽中，从槽的侧面观察，就会看到光线向槽底部弯曲，并且越向底部光线弯曲的越显著。如图所示。

这是由于没有搅拌，糖溶液的浓度随着深度的逐渐增加而增大，溶液的折射率也随深度增加的缘故。在溶液的上部，由于折射率小，光线弯曲得不显著。而且越到溶液的底部，折射率越大，光线弯曲得就越显著。此小实验有力地说明了光沿直线传播的必要条件是：均匀的同种介质中。

⒌ 妙看光的色散

取一个平面镜，放在盛有水的盆子之中，再用另一面镜子把太阳光反射入室内，并斜射入盆子里的水中，再经盆子里面的镜子反射到白色的墙上，这时我们就会看到墙上出现了由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成的彩色光带。这就是光的色散现象。这种奇妙的现象是由世界著名的科学家牛顿于1666年首先发现的。雨后的彩虹的形成就是太阳光发生色散的结果。

上述实验现象说明：太阳光是由各种单色光组成的。组成太阳光的各种单色光从一种介质进入另一种介质发生折射时，其偏折程度是各不相同的。太阳光先从空气折射进入水中，最后又从水中折射进入空气中，经过两次折射后，各种不同的色光便分开了，所以在墙上会形成艳丽的彩色光带。