2.1光的色散与相关的颜色2.1.1光色色散1.正常色散与反常色散区别在于对光的吸收2.色散产生的原理白光通过棱镜分为七色光,是因为不同频率的光在棱镜中的光速不同,折射率不同,发生了色散,产生了光谱.3.影响色散程度的因素：(I)材料种类一些材料的色散值(nB-nG)冕牌玻璃0.010石英0.013蓝宝石,红宝石0.018锆石0.039金刚石0.044(2)棱镜顶角角度:对于FraunhoferB线和G线,nB=1.50,nG=1.51的冕牌玻璃,棱镜顶角为400,光线分开0.50;而顶角为600,光线分开0.90.对于nB=1.75,nG=1.79的重火石玻璃,棱镜顶角400,两条光线分开2.00,若顶角为600,两线分离角增加到4.90.(3)色散与物质结构的关系从色散的本质看,不仅与物质的种类、密度有关，更与化学键的强度密切相关,介质内粒子间的作用力越强,色散越强。例：水中H-O-H间是共价键，水分子间是大量氢键，其折射率不大（1.33)；红宝石,蓝宝石主要是Al-O之间的配位键,少量的Cr-O,Ti-O,Fe-O间的配位键,折射率较大(1.77);金刚石中的C-C间则完全是共价键,虽密度并不大,但折射率最大(2.42),居常见物质之冠.3.色散产生的颜色(1)钻石的光彩标准圆钻:57个刻面,大部分光通过折射后从不同的刻面多次被反射出来,产生夺目的光彩.(2)露珠和彩虹水的折射产生色散,紫光偏折410,红光偏折430.太阳光照射球形水滴,晶莹的露珠闪动着多色的光彩.一次彩虹,光线从水滴内壁穿出,直接反射出来,二次彩虹,光线射入水滴,经两次折射再发射出.两者不同之处是紫光与红光的顺序相反.雨后彩虹:大量水滴的组合,形成合适的密度梯度,相当于巨大的棱镜,展现色散的效果(3)星光闪烁星星与地球之间有宇宙和大气层,其组成、结构的局部变化，影响密度、折射率的不断变化，色散情况的改变，引起颜色、亮度和位置的不稳定，即看到的“星星眨眼”2.2光的散射与相关的颜色(1)瑞利散射1871年,瑞利(Rayleigh)研究了细微质点的散射,第一个用定量的方法得出散射光强度与4成反比的定律.适用于折射率不同于其周围介质的任何粒子,唯一限制是粒子直径必须远小于波长.丁德尔(JohnTyndall)效应:丁德尔第一个研究了光束通过胶体溶液的乳光现象,胶粒与分散介质产生的散射光振幅明显不同,相互不能因干涉完全抵消,我们能观察到相干后的散射现象.(2)米(G.Mie)氏散射较大颗粒对光的散射不遵从瑞利散射定律.米(G.Mie)和德拜(P.Debye)以球形质点为模型计算了电磁波的散射:只有直径d<0.3/2时,瑞利散射正确.当粒子直径大于波长时,散射强度与波长的依赖关系不十分明显.瑞利散射微粒常呈现蓝色,而米氏散射常产生白色.2.2.2散射产生的颜色2.红色的朝阳、落日太阳的颜色与散射程度有关.早晨日出或夕阳西下时,光线穿过厚的多的大气层,太阳光中除了波长最长的红光外,几乎都被散射掉,所以朝阳、落日格外红.正午,阳光通过大气的路程较短,各色光的散射都不强,观看太阳接近白色.下午，灰尘、烟雾增多，散射效应增强，太阳的颜色逐渐变黄。火山爆发时,大量细小粒子进入较高层大气,散射效果明显,出现异常深红的落日.雾滴尺寸为500nm左右，通过薄雾看到太阳或月亮显示出绿色或蓝色(沙尘暴下的日光灯)没有大气,太阳光得不到各种分子、微粒的散射天空一片黑暗，只看到夺目的太阳悬挂在漆黑的背景中。3.丁德尔蓝动物中的蓝色、大多数绿色以及紫色中的蓝色成分，都是由散射产生的。基本的生物散射单元由小散射粒子组成，包括覆盖黑色素的组织气囊、脂肪、蛋白质、角质微粒或鸟嘌呤晶体。不为粒子散射的光被黑色素吸收，产生蓝色；若黄色被黑色素层反射，产生绿色；弱红色反射，产生紫色。较低级动物中，丁德尔蓝较少，但海蛰、章鱼、昆虫（蜻蜓和某些蝴蝶），某些鱼类、爬行动物、变色龙、蜥蜴、蛇等存在。鸟羽的蓝色和绿色，火鸡的蓝色颈皮。例：蓝鹊羽毛的结构与散射10m外层是无色透明的角质；下面是一层箱状细胞或蜂窝状组织（气囊，30~50nm大小），是活性散射组织；含有黑色素细胞的黑色层。完整的散射结构使蓝鹊的羽毛呈现蓝色。若用酒精浸泡：气囊空间充满液体，失去散射作用，只能看到黑色。蒸干，显出蓝色。若用锤敲打破坏气囊，散射消失，只显黑色。若用H2O2漂白黑色素，蓝色消失，在羽支背面涂上黑色，蓝色恢复。绿色鸟羽是由于含有叶红素，若萃取出叶红素，羽毛依然显蓝色。哺乳类动物中的丁德尔蓝：猴子的面部、臀部有蓝色和紫色，蓝色由散射形成，紫色是皮肤下血管中的血红蛋白的红色反射与蓝色散射结合的结