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光盘为什么那么多颜色的

发布时间: 2022-01-27 19:13:07

‘壹’ 光盘为什么有这么多颜色

光盘是一种用激光束来刻录和读取信息的圆形盘片,它由基板、记录层和保护层构成(见图1).基板一般选用具有较好光学性能和机械性能的材料,如有机玻璃、模压聚合物等;记录层是附着在基板上的薄膜,所用介质主要有光刻胶、金属薄膜(如碲合金薄膜等)、非晶体薄膜(如AsTe等)、色素薄膜(如有机染料)、光磁材料(如MnBi、GdCo等);保护层是为保护所记录的信息符号不被划伤或污染而直接覆盖在记录层表面上的透明聚合物.
向左转|向右转
光盘信息的刻录是用一定波长的准直线偏振激光束,经调制器(按输入信息进行调制),使其成为带有信息的激光脉冲,再经过光学系统形成聚焦性很强的脉冲光斑,利用光斑将记录层烧蚀成凹点或气泡(见图1),这样便刻录下了信息符号.当激光头沿着径向平移时,盘片水平旋转,在记录层上便形成了螺旋状或圆形的凹点和气泡,这就是与输入信息对应的信息轨道.如果拿着光盘仔细观察,就会看见光盘上细密的一圈圈的纹路,这些纹路凹点宽度约为0.6微米,长度约在0.9~3.3微米之间,深度约为0.12微米,两螺旋轨道的距离为1.6微米.
我们知道,光在传播过程中,如果遇到与其波长尺寸相差不大的障碍物(或小孔、窄缝等)时,光会明显偏离直线传播的方向而发生衍射.很明显,光盘记录层上的信息轨道尺寸大小与可见光的波长(约在0.77~0.4微米范围)可相比拟.被记录层反射出的光在贴近记录层传播的过程中不断遇到轨道密纹,很容易产生衍射现象,并且衍射范围从光盘中心向外不断扩延.再者,凹凸不平的轨道密纹也使得保护层形成一种各处厚度不均匀的透明薄膜,这会使可见光在保护膜上下表面分别反射时产生薄膜干涉现象,形成彩色条纹.
总之,光盘上的彩色花纹是由光的反射、衍射、薄膜干涉等因素造成的.

‘贰’ 光照在光盘上为什么能变成多种颜色

一句话概括下:光盘上的彩色是由光的反射、衍射、光盘薄膜干涉等因素造成的。

原理:光在传播过程中,如果遇到与其波长尺寸相差不大的障碍物(或小孔、窄缝等)时,光会明显偏离直线传播的方向而发生衍射.很明显,光盘记录层上的信息轨道尺寸大小与可见光的波长(约在0.77~0.4微米范围)可相比拟.被记录层反射出的光在贴近记录层传播的过程中不断遇到轨道密纹,很容易产生衍射现象,并且衍射范围从光盘中心向外不断扩延.再者,凹凸不平的轨道密纹也使得保护层形成一种各处厚度不均匀的透明薄膜,这会使可见光在保护膜上下表面分别反射时产生薄膜干涉现象,形成彩色条纹

‘叁’ 为什么光盘反射出各种颜色

光盘上有激光熔出的上千万个小坑,在阳光照射下会把不同波长的光向不同方向散射,因此光盘在阳光下不仅会反射出各色光,还随着角度的变化而变化

‘肆’ 光盘的颜色有什么区别

金质光盘和银质光盘间的差异

金质光盘,也称为CD-R光盘,是在一空白光盘上包上一薄反射性的金质层。银质光盘,也称为商用复制CD,具有一铝制薄层。因为不同的镀层方式,物理外观,特别是颜色,在这二类CD之间是不同的。一个空白金质光盘可用作可记录媒体,你可以使用一个CD记录器写数据和音乐信号到金质光盘,而一个银质光盘不能作为一个可记录的媒体使用,因为数据已经被压缩进聚碳酸酯。银质光盘的寿命大约是25年而金质光盘的寿命是70--100年。这个事实指出它们的不同用途:银质光盘是适用于数据传递和大量商用复制,而金质光盘对于数据存档来说是理想的。

CD-R、CD-RW光盘按表面涂层的不同,可以分为以下几种:

1) 绿盘

由Taiyo Yuden公司研发,原材料为Cyanine(青色素),保存年限为75年,这是最早开发的标准,兼容性最为出色,制造商有Taiyo Yuden、TDK、Ricoh(理光)、Mitsubishi(三菱)。

2) 蓝盘

由Verbatim公司研发,原材料为Azo(偶氮),在银质反射层的反光下,你会看见水蓝色的盘面,存储时间为100年,制造商有Verbatim和Mitsubishi。
3)金盘

由Mitsui Toatsu公司研发,原材料为Phthalocyanine(酞菁),抗光性强,存储时间长达100年,制造商有Mitsui Toatsu、Kodak(柯达)。

4)紫盘(CD-RW)

它采用特殊材料制成,只有类似紫玻璃的一种颜色。CD-RW以相变式技术来生产结晶和非结晶状态,分别表示0和1,并可以多次写入,也称为可复写光盘。

‘伍’ 光盘背面为什么是五颜六色的

光盘表面有一层透光物质,光线进入这层透光物质后,在两层界面(质地不均或呈弧线)之间发生多次反射(过程比较复杂),各种波长不同的光线分离开来,于是看起来五颜六色.这与日光下的玻璃,油滴的五颜六色是一样的.

‘陆’ 为什么光盘在阳光下是五彩的



光的色散
复色光分解为单色光的现象叫光的色散.牛顿在1666年最先利用三棱镜观察到光的色散,把白光分解为彩色光带(光谱).色散现象说明光在媒质中的速度(或折射率n=c/v)随光的频率而变.光的色散可以用三棱镜,衍射光栅,干涉仪等来实现.
白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等各种色光组成的叫做复色光。红、蓝、绿等色光叫做单色光。
色散:复色光分解为单色光而形成光谱的现象叫做光的色散。色散可以利用棱镜或光栅等作为“色散系统”的仪器来实现。复色光进入棱镜后,由于它对各种频率的光具有不同折射率,各种色光的传播方向有不同程度的偏折,因而在离开棱镜时就各自分散,形成光谱。
光的三原色(三基色):红,绿,蓝
另外,我们看的电视的荧光粉也是这种组合,你到彩电跟前看看CRT就是这样,不过别看你面前电脑的监视器,他的像素点太小了,肉眼分辨不出来的。RGB这三种颜色的组合,几乎形成几乎所有的颜色。
dispersion of light
介质折射率随光波频率或真空中的波长而变的现象。当复色光在介质界面上折射时,介质对不同波长的光有不同的折射率,各色光因折射角不同而彼此分离。1672年,牛顿利用三棱镜将太阳光分解成彩色光带,这是人们首次作的色散实验。通常用介质的折射率n或色散率dn/dλ与波长λ的关系来描述色散规律。任何介质的色散均可分正常色散和反常色散两种。
复色光分解为单色光而形成光谱的现象.让一束白光射到玻璃棱镜上,光线经过棱镜折射以后就在另一侧面的白纸屏上形成一条彩色的光带,其颜色的排列是靠近棱镜顶角端是红色,靠近底边的一端是紫色,中间依次是橙黄绿蓝靛,这样的光带叫光谱.光谱中每一种色光不能再分解出其他色光,称它为单色光.由单色光混合而成的光叫复色光.自然界中的太阳光、白炽电灯和日光灯发出的光都是复色光.在光照到物体上时,一部分光被物体反射,一部分光被物体吸收。如果物体是透明的,还有一部分透过物体。不同物体,对不同颜色的反射、吸收和透过的情况不同,因此呈现不同的色彩。
光波都有一定的频率,光的颜色是由光波的频率决定的,在可见光区域,红光频率最小,紫光的频率最大,各种频率的光在真空中传播的速度都相同,等于3.0×10ˇ8m/s.但是不同频率的单色光,在介质中传播时由于受到介质的作用,传播速度都比在真空中的速度小,并且速度的大小互不相同.红光速度大,紫光的传播速度小,因此介质对红光的折射率小,对紫光的折率大.当不同色光以相同的入射角射到三棱镜上,红光发生的偏折最少,它在光谱中处在靠近顶角的一端.紫光的频率大,在介质中的折射率大,在光谱中也就排列在最靠近棱镜底边的一端.
夏天雨后,在朝着太阳那一边的天空上,常常会出现彩色的圆弧,这就是虹.形成虹的原因就是下雨以后,天上悬浮着很多极小的水滴,太阳光沿着一定角度射入,这些小水滴就发生了色散,朝着小水滴看过去,就会出现彩色的虹。虹的颜色是红色在外,紫色在内,依次排列.
一、中国古代对光的色散现象
中国古代对光的色散现象的认识最早起源于对自然色散现象——虹的认识.虹,是太阳光沿着一定角度射入空气中的水滴所引起的比较复杂的由折射和反射造成的一种色散现象.中国早在殷代甲骨文里就有了关于虹的记载.当时把“虹”字写成“ ”.战国时期《楚辞》中有把虹的颜色分为“五色”的记载.东汉蔡邕(132~192年)在《月令章句》中对虹的形成条件和所在方位作了描述.唐初孔颖达(574~648年)在《礼记注疏》中粗略地揭示出虹的光学成因:“若云薄漏日,日照雨滴则生虹”说明虹是太阳光照射雨滴所产生的一种自然现象.公元八世纪中叶,张志和(744~773年)在《玄真子·涛之灵》中第一次用实验方法研究了虹,而且是第一次有意识地进行的白光色散实验:“背日喷呼水成虹霓之状,而不可直也,齐乎影也”.唐代以后,不断有人重复类似的实验,如南宋朝蔡卞进行了一个模拟“日照雨滴”的实验,把虹和日月晕现象联系起来,有意说明虹的产生是一种色散过程,并指出了虹和阳光位置之间的关系.南宋程大昌(1123~1195年)在《演繁露》中记述了露滴分光的现象,并指出,日光通过一个液滴也能化为多种颜色,实际是色散,而这种颜色不是水珠本身所具有,而是日光的颜色所着,这就明确指出了日光中包含有数种颜色,经过水珠的作用而显现出来,可以说,他已接触到色散的本质了.
在我国从晋代开始,许多典籍都记载了晶体的色散现象.如记载过孔雀毛及某种昆虫表皮在阳光下不断变色的现象,云母片向日举之可观察到各种颜色的光.李时珍也曾指出较大的六棱形水晶和较小的水晶珠,都能形成色散.到了明末,方以智(1611~1671年)在所着《物理小识》中综合前人研究的成果,对色散现象作了极精彩的概括,他把带棱的自然晶体和人工烧制的三棱晶体将白光分成五色,与向日喷水而成的五色人造虹、日光照射飞泉产生的五色现象,以及虹霓之彩、日月之晕、五色之云等自然现象联系起来,认为“皆同此理”即都是白光的色散.所有这些都表明中国明代以前对色散现象的本质已有了较全面的认识,但也反映中国古代物理学知识大都是零散、经验性的知识.
二、西方牛顿以前对光的色散的认识
在光学发展的早期,对颜色的解释显得特别困难.在牛顿以前,欧洲人对颜色的认识流行着亚里士多德的观点.亚里士多德认为,颜色不是物体客观的性质,而是人们主观的感觉,一切颜色的形成都是光明与黑暗、白与黑按比例混合的结果.1663年波义耳也曾研究了物体的颜色问题,他认为物体的颜色并不是属于物体的带实质性的性质,而是由于光线在被照射的物体表面上发生变异所引起的.能完全反射光线的物体呈白色,完全吸收光线的物体呈黑色.另外还有不少科学家,如笛卡儿、胡克等也都讨论过白光分散或聚集成颜色的问题,但他们都主张红色是大大地浓缩了的光,紫光是大大地稀释了的光这样一个复杂紊乱的理论.所以在牛顿以前,由棱镜产生的折射被假定是实际上产生了色,而不是仅仅把已经存在的色分离开来.
三、牛顿对光的色散的实验探索与理论研究
(1)设计并进行三棱镜实验
当白光通过无色玻璃和各种宝石的碎片时,就会形成鲜艳的各种颜色的光,这一事实早在牛顿的几个世纪之前就已有了解,可是直到十七世纪中叶以后,才有牛顿通过实验研究了这个问题.该实验被评为“物理最美实验”之一。
牛顿首先做了一个有名的三棱镜实验,他在着作中记载道:“1666年初,我做了一个三角形的玻璃棱柱镜,利用它来研究光的颜色.为此,我把房间里弄成漆墨的,在窗户上做一个小孔,让适量的日光射进来.我又把棱镜放在光的入口处,使折射的光能够射到对面的墙上去,当我第一次看到由此而产生的鲜明强烈的光色时,使我感到极大的愉快.”牛顿的实验设计如下图:通过这个实验,在墙上得到了一个彩色光斑,颜色的排列是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫.牛顿把这个颜色光斑叫做光谱.
(2)进一步设计实验,获得纯光谱
牛顿在上述实验中所得到的光谱是不纯的,他认为光谱之所以不纯是因为光谱是由一系列相互重叠的圆形色斑的像所组成.牛顿为了获得很纯的光谱,便设计了一套光学仪器进行实验,其实验设计如图所示:
用白光通过一透镜后照亮狭缝S,狭缝后放一会聚透镜以便形成狭缝S的像I.然后在透镜的光路上放一个棱镜.结果光通过棱镜因偏转角度不同而被分开,以至在白色光屏上形成一个由红到紫的光谱带.这个光谱带是由一系列彼此邻接的狭缝的彩色像组成的.若狭缝做得很窄,重叠现象就可以减小到最低限度,因而光谱也变得很纯.
(3)牛顿提出解释光谱的理论
牛顿为了解释三棱镜实验中白光的分解现象,认为白光是由各种不同颜色光组成的,玻璃对各种色光的折射率不同,当白光通过棱镜时,各色光以不同角度折射,结果就被分开成颜色光谱.白光通过棱镜时,向棱镜的底边偏折,紫光偏折最大,红光偏折最小.棱镜使白光分开成各种色光的现象叫做色散.严格地说,光谱中有很多各种颜色的细线,它们都及平滑地融在相邻的细线里,以至使人觉察不到它的界限.
(4)设计实验验证上述理论的正确性
为了进一步研究光的颜色,验证上述理论的正确性,牛顿又做了另一个实验.实验设计如图所示:
牛顿在观察光谱的屏幕DE上打一小孔,再在其后放一有小孔的屏幕de,让通过此小孔的光是具有某种颜色的单色光.牛顿在这个光束的路径上再放上第二个棱镜abc,它的后面再放一个新的观察屏V.实验表明,第二个棱镜abc只是把这个单色光束整个地偏转一个角度,而并不改变光的颜色.实验中,牛顿转动第一个棱镜ABC,使光谱中不同颜色的光通过DE和de屏上的小孔,在所有这些情况下,这些不同颜色的单色光都不能被第二个棱镜再次分解,它们各自通过第二个检镜后都只偏转一定的角度,而且发现,对于不同颜色的光偏转的角度不同.
通过这些实验,牛顿得出结论:白光能分解成不同颜色的光,这些光已是单色的了,棱镜不能再分解它们.
(5)单色光复合为白光的实验
白光既然能分解为单色光,那么单色光是否也可复合为白光呢”为此牛顿进行实验.如图55所示,把光谱成在一排小的矩形平面镜上,就可使光谱的色光重新复合为白光.调节各平面镜与入射光的夹角,使各反射光都落在光屏的同一位置上,这样就得到一个白色光班.
牛顿指出,还可以用另一种方法把色光重新复合为白光.把光谱画在圆盘上成扇形,然后高速旋转这个圆盘,圆盘就呈现白色.这种实验效果一般称为“视觉暂留效应”.眼睛视网膜上所成的像消失后,大脑还可以把印象保留零点几秒种.从而,大脑可将迅速变化的色像复合在一起,就形成一个静止的白色像.在电视屏幕上或电影屏幕上,我们能够看到连续的图像,其原因也正在于利用了人的“视觉暂留效应”.
(6)牛顿对光的色散研究成果.
牛顿通过一系列的色散实验和理论研究,把结果归纳为几条,其要点如下:
①光线随着它的折射率不同而颜色各异.颜色不是光的变样,而是光线本来就固有的性质.
②同一颜色属于同一折射率,反之亦然.
③颜色的种类和折射的程度为光线所固有,不因折射、反射和其它任何原因而变化.
④必须区别本来单纯的颜色和由它们复合而成的颜色.
⑤不存在自身为白色的光线.白色是由一切颜色的光线适当混合而产生的.事实上,可以进行把光谱的颜色重新合成而得到白光的实验.
⑥根据以上各条,可以解释三棱镜使光产生颜色原因与虹的原理等.
⑦自然物的颜色是由于该物质对某种光线反射得多,而对其他光线反射得少的原因.
⑧由此可知,颜色是光(各种射线)的质,因而光线本身不可能是质.因为颜色这样的质起源于光之中,所以现在有充分的根据认为光是实体.
(7)牛顿对于光的色散现象的研究方法的特点.
从以上可看出牛顿在对光的色散研究中,采用了实验归纳——假说理论——实验检验的典型的物理规律的研究方法,并渗透着分析的方法(把白光分解为单色光研究)和综合的方法(把单色光复合为白光)等物理学研究的方法.
光的色散说明了光具有波动性。因为色散是光的成分(不同色光)折射率不同引起的,而折射率由波的频率决定。
光具有粒子性最典型的例子就是光电效应。
色散力

由于分子中电子和原子核不停地运动,非极性分子的电子云的分布呈现有涨有落的状态,从而使它与原子核之间出现瞬时相对位移,产生了瞬时偶极,分子也因而发生变形。分子中电子数愈多、原子数愈多、原子半径愈大,分子愈易变形。瞬时偶极可使其相邻的另一非极性分子产生瞬时诱导偶极,且两个瞬时偶极总采取异极相邻状态,这种随时产生的分子瞬时偶极间的作用力为色散力(因其作用能表达式与光的色散公式相似而得名)。虽然瞬时偶极存在暂短,但异极相邻状态却此起彼伏,不断重复,因此分子间始终存在着色散力。无疑,色散力不仅存在于非极性分子间,也存在于极性分子间以及极性与非极性分子间。
色散力存在于一切分子之间。色散力与分子的变形性有关,变形性越强越易被极化,色散力也越强。稀有气体分子间并不生成化学键,但当它们相互接近时,可以液化并放出能量,就是色散力存在的证明。
这3种分子间力统称为范德华力。它是在人们研究实际气体对理想气体的偏离时提出来的。分子间力有以下特点:①分子间力的大小与分子间距离的6次方成反比。因此分子稍远离时,分子间力骤然减弱。它们的作用距离大约在300~500pm范围内。分子间既保持一定接触距离又“无”电子云的重叠时,相邻两分子中相互接触的那两个原子的核间距之半称原子的范德华半径。氯原子的范德华半径为180pm,比其共价半径99pm大得多。②分子间力没有方向性和饱和性。③分子间力作用能一般在2~20kJ·mol-1,比化学键能(100~600kJ·mol-1)小约1~2数量级。
卤素分子物理性质很容易用分子间力作定性的说明:F2,Cl2,Br2,I2都是非极性分子。顺序分子量增大,原子半径增大,电子增多,因此色散力增加,分子变形性增加,分子间力增加。所以卤素分子顺序熔、沸点迅速增高,常温下F2,Cl2是气体,Br2是液体而I2则是固体。不过,HF,H2O,NH3 3种氢化物的分子量与相应同族氢化物比较明显地小,但它们的熔、沸点则反常地高,其原因在于这些分子间存在氦键。
折射率
色光 折射率
紫 1.532
蓝 1.528
绿 1.519
黄 1.517
橙 1.514
红 1.513
介质的折射率等于光在真空中的速度跟在这种介质中的速度之比。各色光在真空中的速度是一致的,都等于c,它们在同一介质(例如玻璃)中的折射率不同,表明它们在同一介质中的速度不同,红光的折射率比其他色光小,表明红光在介质中的速度比其他色光大。波长较短的波容易被散射,波长较长的波不容易被散射。

‘柒’ 原装光盘为什么都是白色的

镀膜了 可以更好的保护数据

‘捌’ 为什么光盘会发出五彩缤纷的光

光盘不是像镜子一样表面很光滑的
确切的说是由于光盘细密的刻痕产生了和光栅样的作用,入射经光栅每道痕反射后,同样波长的光谱,在同样的角度可以产生干涉增强,产生色散现象.(波长不同的光颜色不一样),激光伪基本原理一样,和全息图原理一样 光盘的介质分布不均匀 光盘表面有微小的激光刻录的数据,所以不是光滑的,这些刻痕导致了色散现象 而镜子相对来说就光滑了很多,当然只是相对而已,所以就不会色散
楼主鉴赏!~~

‘玖’ 光盘呈现不同颜色是因为光的衍射为什么呢

对的,因为光盘表面本身为了存储数据,就已经被用激光刻上了很多不同间距的凹槽和刻线,这样,光盘的表面就类似与光栅的表面了,当光线照射到光栅表面,或者光盘表面的时候,光线就会被衍射,不同波长的光波,衍射的角度不同,这样看起来就好像光盘上面呈现了不同的颜色!

‘拾’ 光盘的反光为什么是五颜六色的

是光经过盘面反光造成的,五颜六色应该跟盘面表面的那层膜有关系。具体的搜下光盘结构图就可以了。
首先,光盘上存储信息是靠对光的反射实现的
光盘的背面是一层反射层,就象一面镜子
而这层同时也是存储数据的地方

把数据的1和0用沿圆周方向分布,
通过机械或激光的作用,
在镜面上打出“坑”(破坏镜面反射条件)来表示数字1
没打坑的地方(能够反射光线)表示数字0。

由于这种“坑”尺寸小,分布紧密(微米级)
而且每两条用来存储数据的圆形“轨道”中间都有约1微米的间隔
因此形成了很多微小的独立反射面和环形反射条带(这刚好形成了条状光栅)
由于光的反射、衍射和干涉现象
光栅反射回来的光由于衍射而形成了发散角,
相临近的反射光互相叠加形成干涉(同相增强,反相抵消)
由于不同颜色的光波长不同,
因而干涉效果也不一样,
最后形成了“彩色”的干涉条纹。。。
不知道说清楚了没有。。

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