光的色散(dispersion of light)指复色光分解为单色光的现象;复色光通过棱镜分解为单色光的现象;光纤中光源光谱成分中不同频率、不同群体速度引起的光脉冲宽度。色散也是对光纤传播参数与频率关系的描述。1666年,牛顿首先用三棱镜观察光的色散,将白光分解成彩色光带(光谱)。色散现象表明光在介质中的速度=c/n(或折射率n)随光频f而变化。三棱镜、衍射光栅、干涉仪等都可以实现光的色散。
为了减少剑桥大学的感染,1665年英国正在闹瘟疫。牛顿回到了家乡。虽然他也在田里工作,但他仍然把更多的精力花在科学研究上。他上大学的时候,很喜欢做物理实验,接触到很多光学仪器。那时候光学仪器有很多缺陷,但是这些问题却被牛顿牢记在心。那个时代的光学仪器非常原始,无非是一些平面镜、凹凸透镜、三棱镜等元件,所以牛顿可以在家里轻松开展工作。 他继续按照自己的想法做实验。牛顿首先在棱镜后面竖立一个有小孔的屏幕,这样转动前面的棱镜,不同颜色的光线就可以单独穿过小孔。在屏幕后面放一个三棱镜,观察这些单色光是否会通过第二个棱镜改变。但实验结果表明,这些单色光在第二个棱镜后没有分解,颜色也没有改变,似乎别人的解释是不正确的。然后牛顿想,既然一个棱镜可以将白光分解成七种颜色的光,那么使用另一个棱镜可能会将这些颜色的光恢复到白光中。于是他在第一个棱镜后面倒了一个顶角较大的棱镜,实验成功了七种颜色的光带,变成了白光。这些成功的实验让牛顿意识到,白色的阳光确实有复杂的成分,它由七种不同颜色的光组成。三棱镜之所以能把它们分开,是因为与棱镜相比,各种单色光具有不同的折射率。后来,这些实验被称为“光色散实验”。