两个三棱镜能将白光还原吗？，本文主要内容关键词为：棱镜论文,能将论文,两个论文,白光论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
牛顿曾让太阳发出的白光经三棱镜折射，结果得到了各种单色光。这是由于各种单色光在同一种棱镜中折射率不同的缘故（光路图如图1）。那么由白光色散后的单色光能否重新复合得到白光呢？结论很显然，当然行。是否再在光路上加一个同样的三棱镜倒放就可以了呢？中师《物理》（试用本）第二册第171 面提到：“牛顿将倒放的第二个棱镜把分散的单色光会聚在一起，结果又得到了白光。”一般情况，人们也认为一正一倒两个相同三棱镜可以先将白光色散后会聚成白光。从而画出如图2这样的光路图。
这样理解正确吗？下面我们来分析一下。
图2左半部分白光经三棱镜A后色散为单色光的光路图与图1一致，实验证明也是正确的。但所得到的所有单色光经三棱镜B折射后， 依据光的折射定律却不应得到图2右半部分光路图。有人认为， 根据光路可逆性原理，很容易得出白光经正立的三棱镜A后色散为各种单色光， 又经倒立的三棱镜B后复合为白光。虽然光路可逆，但经三棱镜A后单色光出射已成放射状。离三棱镜A越远，所得的单色光带越宽。 所以单色光到达三棱镜B时不具备由三棱镜A出射时的相同条件，也就是说，图2 光路图不可能以三棱镜A、B间某点来中心对称，图2所示光路图不正确，如果我们取单色光中折射率最大和最小的紫光与红光，根据折射定律可修正图2，如图3所示。
一正一倒两三棱镜各对应面相互平行。以紫光为例，分别标出它在三棱镜A、B中的入射角与折射角，结合几何知识易知：
∵i[,1A]＇＝i[,1B]，∴i[,2B]＝i[,2A]＇；
∵i[,2A]＇＋i[,2A]＝α，i[,2B]＇＋i[,2B]＝α，
∴i[,2B]＇＝i[,2A]，∴i[,1B]＇＝i[,1A]。
紫光经三棱镜B折射后出射光线与入射白光平行。 同理红光经三棱镜B折射后出射光线也为平行于入射白光光线。 折射率间于红光与紫光间的单色光经三棱镜B折射后也应平行于入射白光光线。经三棱镜B出射的是相互平行的单色光，怎能得到白光呢？
由于历史条件的限制，伟人认识问题也会有局限性。那么牛顿错了吗？这倒也不是。让我们来看一下牛顿是怎样做这个实验的。
在1984年上海教育出版社出版的《中学物理教师手册》上有较详细的论述：
牛顿在一个暗室窗板上开一直径约1/3英寸孔，白光经一无色棱镜后形成长条形单色光，然后在离孔四五英尺处放一半径经为3 英寸的透镜，所有单色光都能通过它，经它折射后再会聚于十或十二英尺的地方。如果在该处放置一光屏，则会看到那些单色光由于混合又重新变成白光，前后移动光屏会发现单色光如何复合成白光又如何分开而保持原来那种颜色，仅仅排列顺序相反了（实验简图如图4）。
由此可见，牛顿关于光的色散理论的论述是正确的。 如果在图（2）棱镜B后加一凸透镜，也可在单色光会聚处得到白光，光路如图5所示。而中师课本上的提法笔者认为是欠妥当的。
注：文中所述的三棱镜均为完全相同的三棱镜。