Дисперсия света. Виды спектров. Спектроскоп

Еще со времен Ньютона призма используется и как устройство для разложения белого света на составляющие. Известные опыты Ньютона по разложению солнечного света с помощью треугольной призмы на 7 цветов радуги можно трактовать как способ выделения из солнечного света электромагнитного излучения с определенной длиной волны.

С точки зрения геометрической оптики такое разложение можно объяснить как различие показателей преломления лучей разного цвета, приписав красному цвету наименьший показатель преломления, а фиолетовому максимальный. Волновая оптика трактует показатель преломления как отношение скоростей света в вакууме и данном веществе:

поэтому, скорость распространения в стекле волн, соответствующих красному цвету, максимальна.

Так как частота колебаний в световой волне при переходе из вакуума в вещество не меняется, то удобнее данную волну, пересекающую границу раздела сред, характеризовать частотой.

Зависимость скорости распространения электромагнитной волны в среде от частоты колебаний в ней вектора напряженности электрического поля называют дисперсией. Разные скорости распространения в веществе электромагнитных волн с разной частотой колебаний объясняются особенностями взаимодействия этих волн с электронами, входящими в состав атомов и молекул вещества среды, где они движутся. Дисперсией света объясняется такое природное явления, как радуга.

Спектром излучения называется распределение энергии электромагнитного излучения по длинам волн (или частот). Такое распределение можно получить, например, направляя излучение от источника на призму или дифракционную решетку. По другую сторону призмы или решетки излучение с разной длиной волны идет в разных направлениях. Идущую под разными углами энергию можно зарегистрировать разными способами, простейшим из которых является концентрация энергии на зачерненный детектор, а затем и измерение его температуры. Такой детектор называется термостолбиком.

Для получения спектра излучения видимого диапазона используется прибор, называемый спектроскопом в котором детектором излучения служит человеческий глаз.

Солнечный свет имеет много тайн. Одна из них – явление дисперсии. Первым его обнаружил великий английский физик Исаак Ньютон в 1666 году, занимаясь усовершенствованием телескопа.

Дисперсия света (разложение света) – это явление, обусловленное зависимостью абсолютного показателя преломления вещества от частоты (или длины волны) света (частотная дисперсия), или, то же самое, зависимость фазовой скорости света в веществе от длины волны (или частоты).

Экспериментально дисперсия света была открыта И. Ньютоном около 1672 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 прозрачном веществе – оптической среде (тогда как в вакууме скорость света всегда одинакова, независимо от длины волны и, следовательно, цвета). Обычно чем больше частота волны, тем больше показатель преломления среды и меньше ее скорость света в ней:

· у красного цвета максимальная скорость в среде и минимальная степень преломления,

· у фиолетового цвета минимальная скорость света в среде и максимальная степень преломления.

Дисперсия света позволила впервые вполне убедительно показать составную природу белого света.

Белый свет разлагается на спектр и в результате прохождения через дифракционную решётку или отражения от нее (это не связано с явлением дисперсии, а объясняется природой дифракции).

Дифракционный и призматический спектры несколько отличаются: призматический спектр сжат в красной части и растянут в фиолетовой, и располагается в порядке убывания длины волны: от красного к фиолетовому; нормальный (дифракционный) спектр – равномерный во всех областях и располагается в порядке возрастания длин волн: от фиолетового к красному.

45. Линзы. Получение изображений с помощью линз. Оптическая сила линзы. Оптические приборы.   Линзы Линзой называется оптически прозрачное тело с определенным показателем преломления, которое ограничено двумя сферическими поверхностями. Линза называется выпуклой, если ее толщина в середине больше, чем у краев. Линза называется вогнутой, если ее толщина в середине меньше, чем у краев. Выпуклые линзы Вогнутые линзы   Выпуклая линза является собирающей, если ее показатель преломления больше, чем показатель преломления среды. Выпуклая линза является рассеивающей, если ее показатель преломления меньше, чем показатель преломления среды. Например,выпуклая стеклянная линза в воздухе – собирающая Выпуклая воздушная линза в воде – рассеивающая (пузырек воздуха в воде – рассеивающая линза) Вогнутая стеклянная линза в воздухе - рассеивающая Обозначения на схемах:       собирающая линза рассеивающая линза   Главная оптическая ось перпендикулярна линзе, ось ее симметрии Оптический центр - точка пересечения главной оптической оси и линзы Побочная оптическая ось любая прямая, проходящая через оптический центр линзы Главный фокус собирающей линзы - точка, в которой сходятся лучи, параллельные главной оптической оси Главный фокус рассеивающей линзы - точка, в которой сходятся продолжения лучей, параллельных главной оптической оси Фокальная плоскость - плоскость, проходящая через фокус перпендикулярно к главной оптической оси Побочный фокус – любая точка на побочной оптической оси Двойной фокус - точка, удаленная на двойное фокусное расстояние от оптического центра и лежащая на главной оптической оси линзы Фокусное расстояние f – расстояние от главного фокуса до оптического центра линзы   1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | Поиск по сайту: Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.005 сек.) Главная | О проекте | Полезные cсылки | Контакты | Случайная страница