Разложение света в спектр вследствие дисперсии при прохождении через призму опыт Ньютона. Экспериментально открыта Ньютоном около года, хотя теоретически достаточно хорошо объяснена значительно позднее. Один из самых наглядных примеров дисперсии — разложение белого света при прохождении его через призму опыт Ньютона. Сущностью явления дисперсии является неодинаковая скорость распространения лучей света c различной длиной волны в оптической среде в вакууме скорость света всегда одинакова, независимо от длины волны. Обычно чем больше частота волны, тем больше её показатель преломления в среде и меньше скорость распространения в ней:. Однако в некоторых веществах например в парах йода наблюдается эффект аномальной дисперсии , при котором синие лучи преломляются меньше, чем красные, а другие лучи поглощаются веществом и от наблюдения ускользают. Говоря строже, аномальная дисперсия широко распространена, например, она наблюдается практически у всех газов на частотах вблизи линий поглощения, однако у паров йода она достаточно удобна для наблюдения в оптическом диапазоне, где они очень сильно поглощают свет. По аналогии с дисперсией света, так же дисперсией называются и сходные явления зависимости распространения волн любой другой природы от длины волны или частоты. По этой причине, например, термин закон дисперсии , применяемый как название количественного соотношения, связывающего частоту и волновое число , применяется не только к электромагнитной волне , но к любому волновому процессу. Дисперсией объясняется факт появления радуги после дождя точнее тот факт, что радуга разноцветная, а не белая. Дисперсия является причиной хроматической аберрации — одного из тщательно устраняемых недостатков аберраций оптических систем, в том числе фотографических и видео- объективов. Коши пришел к формуле, выражающей зависимость показателя преломления от длины волны:. Модальная дисперсия — механизм искажений, происходящий в многомодовых оптических волокнах и других волноводах, в которых каждый фотон в волоконно-оптической среде распространяется по траектории, отличающейся от траекторий других фотонов в результате чего, каждый фотон при одинаковых скоростях распространения проходит различное расстояние внутри одного и того же волокна, вызывая различную задержку в прохождении сигнала или дисперсию. Войти Нет учётной записи? Непонятый Малевич Структуры Википедия: Статьи, объединённые по внутренним признакам Объекты Наука: Статьи, объединённые по внутренним признакам. Категории по времени Категории по географическому расположению Категории по жанрам Категории по народам Категории по тематике Категории по типу Категории персоналий. TopContent Бионический глаз Санкт-Петербургский государственный университет Вепрёв, Александр Иванович Список эмоций Ииссиидиология Скумин, Виктор Андреевич Золотое сечение. Последние записи в блоге Forum. Вики-деятельность Случайная статья Сообщество Видео Изображения. Оптика , Базовые понятия физики. Классический редактор История Обсуждение 0. У этого термина существуют и другие значения, см. Содержание [ развернуть ]. Обнаружено использование расширения AdBlock. Викия — это свободный ресурс, который существует и развивается за счёт рекламы. Для блокирующих рекламу пользователей мы предоставляем модифицированную версию сайта. Викия не будет доступна для последующих модификаций. Если вы желаете продолжать работать со страницей, то, пожалуйста, отключите расширение для блокировки рекламы. Также на Фэндоме Случайная вики. Обзор О нас Вакансии В прессе Обратная связь Wikia. Создайте своё и положите начало легенде! Создать вики Приложения Фэндома Оставайтесь в курсе всего происходящего на ваших любимых сообществах. Реклама на сайте Медиа-кит. Наука — это фэндом на портале Увлечения. Содержание доступно в соответствии с лицензией CC-BY-SA.
Дисперсия света — это зависимость показателя преломления n вещества от длины волны света в вакууме. Дисперсия — зависимость показателя преломления вещества от частоты волны — особенно ярко и красиво проявляет себя совместно с эффектом двойного лучепреломления см. Дело в том, что показатели преломления обыкновенной и необыкновенной волн различно зависят от частоты волны. В результате цвет частота света прошедшего через анизотропное вещество помещенное между двумя поляризаторами зависит как от толщины слоя этого вещества, так и от угла между плоскостями пропускания поляризаторов. Для всех прозрачных бесцветных веществ в видимой части спектра с уменьшением длины волны показатель преломления увеличивается, то есть дисперсия вещества отрицательна: Если вещество поглощает свет в каком-то диапазоне длин волн частот , то в области поглощения дисперсия. Зависимость квадрата показателя преломления сплошная кривая и коэффициента поглощения света веществом штриховая кривая от длины волны l вблизи одной из полос поглощения. Изучением нормальной дисперсии занимался ещё Ньютон. Разложение белого света в спектр при прохождении сквозь призму является следствием дисперсии света. При прохождении пучка белого света через стеклянную призму на экране возникает разноцветный спектр рис. Прохождение белого света через призму: Наибольшую длину волны и наименьший показатель преломления имеет красный свет, поэтому красные лучи отклоняются призмой меньше других. Рядом с ними будут лучи оранжевого, потом желтого, зеленого, голубого, синего и, наконец, фиолетового света. Произошло разложение падающего на призму сложного белого света на монохроматические составляющие спектр. Ярким примером дисперсии является радуга. Радуга наблюдается, если солнце находится за спиной наблюдателя. Красные и фиолетовые лучи преломляются сферическими капельками воды и отражаются от их внутренней поверхности. Красные лучи преломляются меньше и попадают в глаз наблюдателя от капелек, находящихся на большей высоте. Поэтому верхняя полоса радуги всегда оказывается красной рис. Используя законы отражения и преломления света, можно рассчитать ход световых лучей при полном отражении и дисперсии в дождевых каплях. Геометрическое место таких точек представляет собой окружность с центром в точке 0. Часть ее скрыта от наблюдателя Р под горизонтом, дуга над горизонтом и есть видимая радуга. Возможно также двойное отражение лучей в дождевых каплях, приводящее к радуге второго порядка, яркость которой, естественно, меньше яркости основной радуги. В ней порядок цветов заменен на обратный: Радуги третьего и высших порядков наблюдаются редко. Зависимость показателя преломления вещества от длины электромагнитной волны частоты объясняется на основе теории вынужденных колебаний. Строго говоря, движение электронов в атоме молекуле подчиняется законам квантовой механики. Однако для качественного понимания оптических явлений можно ограничиться представлением об электронах, связанных в атоме молекуле упругой силой. При отклонении от равновесного положения такие электроны начинают колебаться, постепенно теряя энергию на излучение электромагнитных волн или передавая свою энергию узлам решетки и нагревая вещество. В результате этого колебания будут затухающими. При прохождении через вещество электромагнитная волна воздействует на каждый электрон с силой Лоренца:. В электромагнитной волне отношение напряженностей магнитного и электрического полей равно. Таким образом, можно считать, что при прохождении через вещество электромагнитной волны на каждый электрон действует только электрическая сила:. Для упрощения вычислений пренебрежем затуханием и запишем уравнение движения электрона в виде. Решение такого дифференциального неоднородного уравнения мы уже рассматривали ранее и получили. Следовательно, смещение электрона из положения равновесия пропорционально напряженности электрического поля. Смещениями ядер из положения равновесия можно пренебречь, так как массы ядер весьма велики по сравнению с массой электрона. Если в единице объема содержится N атомов, то поляризованность среды дипольный момент единицы объема можно записать в виде. В реальных средах возможны разные типы колебаний зарядов групп электронов или ионов , вносящих вклад в поляризацию. Безразмерный коэффициент пропорциональности f k характеризует эффективный вклад каждого типа колебаний в общую величину поляризации среды:. Такое поведение показателя преломления обусловлено тем, что мы пренебрегли затуханием. Аналогично, как мы видели ранее, пренебрежение затуханием приводит к бесконечному росту амплитуды вынужденных колебаний при резонансе. Учитывая связь частоты с длиной электромагнитной волны в вакууме. Именно в этих областях например, участок 2—3 на рис. Понятие о групповой скорости. С явлением дисперсии тесно связано понятие о групповой скорости. Если бы волновой пакет распространялся в вакууме, то его форма и пространственно-временная протяженность оставались бы неизменными, а скоростью распространения такого цуга волн была бы фазовая скорость света в вакууме. Из-за наличия дисперсии зависимость частоты электромагнитной волны от волнового числа k становится нелинейной, и скорость распространения цуга волн в среде, то есть скорость переноса энергии, определяется производной. Мы не будем выводить эту формулу в общем виде, но на частном примере поясним ее физический смысл. Эти волны описываются выражениями:. Похожий результат ранее был получен при изучении биений. Видно, что сама эта переменная амплитуда есть плоская волна, распространяющаяся со скоростью. Эта скорость называется групповой скоростью. Фазовая же скорость волны есть отношение частоты к волновому числу:. Групповая скорость как скорость распространения энергии в среде не может быть больше скорости света в вакууме, то есть всегда , в то время как фазовая скорость света в среде не является предельной и может оказаться меньше скорости движения частиц в среде, например электронов. В этом случае, как мы уже знаем, возникает излучение Черенкова — Вавилова. Расплывание волновых пакетов при их распространении в среде с дисперсией можно понять, если представить себе компактную группу из достаточно большого числа марафонцев, одновременно берущих старт, которая при приближении к финишу из-за разной скорости участников превратится в расплывшуюся в пространстве совокупность спортсменов, время прихода на финиш которых будет характеризовать временное расплывание этого аналога цуга волн. Оптика и волны 6. Влияние среды на свойства света 6. Нормальная дисперсия вещества — это отрицательная дисперсия.
https://gist.github.com/36b78bb1db36480f26e3ea5dfcb5fd3e
https://gist.github.com/87a26c7e85be7ae2df5ca2f6b2eb8cbb
https://gist.github.com/bfcd6288d71142a0692238506e8773b7