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索尼探梦科技馆
地下一层光展区
一、螺旋花
原理
从彩色管子放射出来的光线和我们的视觉系统结合,创造出一些有趣的图案。
 了旋转之外,每一个管子每秒闪烁100次,这些不断从管子中发出的闪光,创造出明暗交错的色带。当管子不闪光时,看到的是暗色带。当管子闪光时,看到的是亮色带。由于闪光速度很快,因此我们会看到数百个这种色带。
二、气体的色彩
做做看和该注意的事项
•分别按下桌面上的红色按钮,观察玻璃管子,由于每根玻璃管内分别充满了不同的惰性气体,所以每一根玻璃管会发出一种特定的颜色。
•拿起桌子旁边的特殊镜片, 再次分别按下桌面上的红色按钮,此时透过特殊镜片观看每一根发光的玻璃管子,注意发光的管子两边是否出现有序的彩色条纹。
•在没有桌子旁边特殊镜片的情况下我们也可以通过嵌在桌面上的特殊镜片看到这些条纹的反射影像。
原理
这些管子中都充有气体,从左到右所充的气体依次为:氮、汞、氙、氖、氩、氦。这些气体受到电流刺激时,会产生独特的彩色条纹,又称为“光谱”。每种气体都有自己独特的光谱,并且任何两种气体的光谱都是不同的。
当我们直视发光的管子时,所看到的光线是由这种气体所产生的各种颜色的组合。桌子旁边的透视镜片和嵌在桌子上的反射镜片表面由不同的衍射光栅组成。衍射光栅也具有分光的作用。
外延知识
原子光谱是原子由较高能级跃迁到较低能级而产生的。在某一时刻,一个原子只能处在某一状态,大量同类原子则处于不同的状态,它们从不同的能级跃迁到另外一些能级,这样所发射的光就形成黑暗背景中的若干条明亮的谱线,称为原子发射光谱,又称为明线光谱。原子发射光谱主要是价电子被激发到外部空能级后,在外部能级之间跃迁或回到原能级时发出的光谱。
原子吸收光谱是由于价电子吸收光子后被激发到高能级时形成的。当具有连续光谱的光从气体或蒸汽中通过时,在光子被大量吸收的波长处形成一系列暗线,称为原子吸收光谱,又称为暗线光谱。
每种元素都有自己独特的发射光谱和吸收光谱,利用光谱分布情况和特征谱线就可以判定被测光源或吸收体中的化学成份,这种方法叫做“光谱分析”。
光谱分析在科学技术中有广泛的应用。例如,可以通过分析物质的光谱来检查其纯度,这可用于许多行业,比如测量用于计算机的半导体的纯度。
在历史上,光谱分析还帮助人们发现了许多新的元素。例如,两种较晚发现的元素铷和铯,它们就是以其独特的光谱被发现的。
光谱分析对于研究天体的化学组成也很有帮助。20世纪初,科学家发现在太阳光谱中有许多暗线。后来的研究显示,这是太阳光穿过太阳大气层所造成的。在仔细分析了这些暗线后,科学家们分辨出了太阳大气层的成份,它们包括氢、氦、碳、氧、铁、镁、硅、钙、钠等元素。
此外,通过研究恒星光线的光谱,我们就可以了解几百万、甚至几亿里以外的恒星的组成元素!
三、彩色影子
做做看和该注意的事项
•请靠近白墙站立,通常我们的影子都是黑色的,当我们站在这个亮的区域里时,注意墙面上自己的影子,发现你的影子有什么变化了吗?
•数数看,现在的你有多少种不同颜色的影子?
•请一位朋友用我们的道具挡住墙上三种彩色光线中的任意一种颜色的光线, 看看这时你的影子会是什么颜色的。
原理
在身后有三盏灯,分别发出红光、绿光和蓝光。墙之所以看起来是白色的,就是这三种颜色适当混合的结果。
通过这三盏灯可以制造出七种颜色的影子:青、紫、黄、蓝、红、绿、黑。当挡住三种光线中的一种时,另外两种光线就会混合制造出青色、紫色或黄色影子。当把手指伸到黄色光线中时,会看到两个颜色的影子:一个是红色,另一个则是绿色。这是因为黄色的影子是由红色和绿色光线混合后产生的,当手指挡住从一个方向来的红色光线时,只有绿色的光线投在墙上形成绿色的影子;当手指挡住由另一个方向来的绿色光线时,只有红色的光线投在墙上形成红色的影子。也就是说,一旦挡住三种光线中的两种,得到影子的颜色就是第三种光线的颜色。挡住全部三种光线就会得到黑色的影子。
外延知识
眼睛对各种颜色可见光的敏感度不同。视网膜上有三种基本原色感受器,它们的敏感颜色分别位于红色、绿色和蓝色区域。当单色光和多种波长的混合光投射在视网膜上时,各感受器受到的刺激不同,兴奋程度不同,经过大脑综合而产生不同的颜色感觉。
这样,将红、绿、蓝三种颜色作为基色,并以适当比例混合,就可以近似地产生自然界的一切彩色感觉。反过来,任何颜色对上述三种感受器的刺激,也都可以用红、绿、蓝三种单色光按适当的比例混合后共同对这三个感受器的刺激来模拟。
如果人眼缺乏一种感受器或各种感受器的灵敏度不正常,就会出现色盲。
四、光线小岛
做做看和该注意的事项
•透镜会使光线偏转。黑色圆筒上面的十个小裂缝制造出十条白光束,将凸透镜贴近黑色圆筒放在十条白光束前, 让光束从凸出一面照