光穿過稜鏡會發生什麼事？白光變成七色拼圖！牛頓也著迷的光之世界
大家好，我是科學教練桑子研。對我來說，每天都是一場有趣的實驗。
大家有沒有注意過，大雨過後的晴空常會掛著一道彩虹，或是吹出的泡泡表面總會閃爍著奇幻的七彩光芒？相信每個人都曾經好奇過：「為什麼光線會有顏色呢？」其實，在我們身邊看似平凡無奇的「白光」裡，竟然藏著一場華麗的色彩派對！今天，我要帶大家使用一個像魔法般的道具——三稜鏡，一起來揭開光線的真面目。
揭開光的真面目！三稜鏡的神奇魔力
我們從小就學過「光是直線前進的」，但其實在特定條件下，光也會來個「大轉彎」。最經典的例子，就是光線散開後變成各種顏色的色散（Dispersion）現象。
首先，請先看看這段實驗影片，感受一下光線是如何華麗變身的：
當我們把白光射向三稜鏡時，光線從另一頭出來後，竟然會神奇地分散成漂亮的彩虹色！這是因為白光其實是由多種不同波長的光組合而成的。不同顏色（種類）的光，在穿過三稜鏡時的折射率（彎曲程度）都不太一樣。這小小的差異，在離開鏡片後就變成了大大的色彩饗宴。
用「單色光」看透光線轉彎的秘密
那麼，如果我們換成紅色或綠色的雷射光（單色光）會發生什麼事呢？因為它們只擁有一種波長，所以穿過三稜鏡後不會分散成其他顏色，而是維持原色。不過，這時候我們要觀察的是轉彎的角度。仔細比較一下照片可以發現，綠光的轉彎程度明顯比紅光還要大！
這是因為綠光的波長比紅光短，在穿過玻璃等物質時，受到的影響較大，因此折射得更厲害。這種「因為顏色不同而產生的折射率差異」，正是大自然製造彩虹的最根本原因喔。
讓實驗大成功的秘訣
無論是在學校課堂還是家裡進行這個實驗，只要掌握以下幾個重點，絕對能讓孩子們驚呼連連，學得更有感：
準備工具
・三角形三稜鏡（壓克力或玻璃製皆可，建議選擇透明度高的）
・光源（白光 LED 燈，以及紅、綠色的雷射筆等單色光源）
・黑色圖畫紙或螢幕（用來清晰捕捉光影的痕跡）
・接近暗室的環境（只要拉上窗簾，光的路徑就會變得非常清楚）
實驗步驟
將房間弄暗，把白光對準三稜鏡的邊角，並投射在螢幕上。
仔細觀察光線散開變成彩虹色的分光（Spectroscopy）現象。
接著換成紅光，確認光線落在螢幕上的位置。
再切換成綠光，對比紅光的位置，親身感受光線轉彎角度的不同。
利用照片或影片記錄並比較，就能直觀地分析折射率的差異。下面的照片中，我將紅光與綠光半透明疊合在一起，可以清楚看出紅光比較「硬脾氣」，沒那麼容易轉彎呢。
透過影片觀察「色散」與「折射」的區別，並比較「單色光」與「白光」的特性，能瞬間勾起學生們對「光到底是什麼？」的好奇心。科學原理與其用說的，不如親眼見證，理解的效果絕對會大幅提升！
牛頓與光影交織的故事
說到光的科學研究，絕對不能漏掉艾薩克．牛頓。在以前，人們以為是「三稜鏡幫光線染上了顏色」。但牛頓透過實驗證明了：其實「白色是所有顏色混在一起的結果」。
在國立科學博物館裡，也展示了向他的貢獻致敬的道具——牛頓七彩盤。
這是一個漆成七種顏色的圓盤，當它高速旋轉時，看起來會變成接近白色。這剛好跟三稜鏡相反，是體驗「顏色混合變白」的有趣道具。雖然牛頓本人不見得親手做過這個圓盤，但他的光學理論至今仍深深扎根在現代科學教育中，這就是最好的證明。
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