基于颜色视觉理论的实验室虹现象探究

作     者：许禹睿 童童 党一桐 韩邦正 毛胜春 XU Yurui;TONG Tong;DANG Yitong;HAN Bangzheng;MAO Shengchun

作者机构：西安交通大学电气工程学院陕西西安710049 西安交通大学物理学院陕西西安710049 西安交通大学航天航空学院陕西西安710049 

出 版 物：《物理实验》 (Physics Experimentation)

年 卷 期：2024年第44卷第8期

页      面：31-37页

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：2022年国家级大学生创新训练计划项目(N0.202210698060) 2022年西安交通大学本科教学改革研究(拔尖专项)项目(No.22BJ02Y) 2023年省级大学生创新创业训练计划项目(No.S202310698227) 

主　　题：虹 颜色视觉 色度学 色度图 折射介质 

摘      要：设计实验室中虹现象的复现方案,研究虹现象的视觉特性以及折射介质的影响,引入颜色视觉理论,使用色度图定量表征虹现象的成像质量.设计基于液态介质的复现方案,得到符合理论推演的弓形色度图,验证上述表征方法的可行性.设计基于亚克力材料的复现方案,得到不同粒径、不同均匀程度的折射材料对应的虹现象及其色度图.对比发现,随着介质粒径的增大,对应虹现象中色彩丰富度明显提升.混合不同粒径的折射介质并使其均匀分布,得到色彩更丰富的虹现象.多次实验发现,当粒径为0.1~0.2 mm和0.2~0.4 mm的亚克力小球以质量比5∶12混合后,所得虹现象条带分布明显,具有较高的色彩丰富度和较低的噪点比例.