Дисперсія світла: відмінності між версіями

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
[перевірена версія][неперевірена версія]
м (зображенння File:Prism rainbow schema.png замінене на більш якісне File:Prism-rainbow.svg)
(→‎Нормальна та аномальна дисперсії: додано невеликий розділ про властивості і прояви.)
Рядок 22: Рядок 22:


Коли електричне поле світлової хвилі, яка розповсюджується в середовищі, змінюється повільно, середовище встигає повністю відреагувати на зміну поля. Якщо ж електричне поле змінюється дуже швидко, електрони не встигають відслідковувати його зміни. Цим пояснюються різні значення показника заломлення при різних частотах [[електромагнітна хвиля|електромагнітних хвиль]].
Коли електричне поле світлової хвилі, яка розповсюджується в середовищі, змінюється повільно, середовище встигає повністю відреагувати на зміну поля. Якщо ж електричне поле змінюється дуже швидко, електрони не встигають відслідковувати його зміни. Цим пояснюються різні значення показника заломлення при різних частотах [[електромагнітна хвиля|електромагнітних хвиль]].

== Властивості і прояви ==
Одним з самих наглядних проявів дисперсії є розклад білого світла при проходженні його крізь [[Призма (оптика)|призму]](дослід Ньютона). Різниця [[Фазова швидкість|фазових швидкостей]] для променів з різною [[Довжина хвилі|довжиною хвилі]] при поширенні в прозорому оптичному середовищі зумовлює дисперсію ( в [[Вакуум|вакуумі]] швидкість світла завжди однакова, незалежно від довжини хвилі випромінювання). При нормальній дисперсії чим більша частота світлової хвилі, тим більшим є показник заломлення і тим меньша фазова швидкість в середовищі для цієї хвилі.
* у світла червоного кольору фазова швидкість максимальна, а степінь заломлення - мінімальна
* для світла фіолетового кольору, навпаки, фазова швидкість максимальна, а степінь заломлення - максимальна.
Дисперсія світла дозволила вперше впевнено довести той факт, що біле світло складається з світла інших довжин хвиль.


== Див. також ==
== Див. також ==

Версія за 12:09, 22 вересня 2016

Завдяки дисперсії біле світло можна розкласти в спектр за допомогою призми

Дисперсія світла — залежність показника заломлення (або діелектричної проникності) середовища від частоти світла. Внаслідок зміни показника заломлення змінюється також довжина хвилі.

,

де - хвильове число, - довжина хвилі, - показник заломлення, - циклічна частота, c - швидкість світла.

Відношення

називають фазовою швидкістю.

Нормальна та аномальна дисперсії

Здебільшого показник заломлення зростає при збільшенні частоти. Це зростання називають нормальною дисперсією. Аномальна дисперсія — зменшення показника заломлення при збільшенні частоти — виникає в спектральних областях, близьких до частот інтенсивного поглинання.

При нормальній дисперсії червоне світло заломлюється слабше, ніж блакитне.

Фізична природа явища

Середовище реагує на зміну зовнішнього електричного поля зміною наведеної в ньому поляризації. Поляризація виникає завдяки зміщенню зв'язаних зарядів, наприклад, зміщенню електронів відносно ядер атомів. Процеси зміщення не відбуваються миттєво, а вимагають певного часу. Крім того, зміщення можуть бути різними за величиною, й ставати особливо значними тоді, коли частота зміни зовнішнього поля потрапляє в резонанс із коливаннями, характерними для системи.

Коли електричне поле світлової хвилі, яка розповсюджується в середовищі, змінюється повільно, середовище встигає повністю відреагувати на зміну поля. Якщо ж електричне поле змінюється дуже швидко, електрони не встигають відслідковувати його зміни. Цим пояснюються різні значення показника заломлення при різних частотах електромагнітних хвиль.

Властивості і прояви

Одним з самих наглядних проявів дисперсії є розклад білого світла при проходженні його крізь призму(дослід Ньютона). Різниця фазових швидкостей для променів з різною довжиною хвилі при поширенні в прозорому оптичному середовищі зумовлює дисперсію ( в вакуумі швидкість світла завжди однакова, незалежно від довжини хвилі випромінювання). При нормальній дисперсії чим більша частота світлової хвилі, тим більшим є показник заломлення і тим меньша фазова швидкість в середовищі для цієї хвилі.

  • у світла червоного кольору фазова швидкість максимальна, а степінь заломлення - мінімальна
  • для світла фіолетового кольору, навпаки, фазова швидкість максимальна, а степінь заломлення - максимальна.

Дисперсія світла дозволила вперше впевнено довести той факт, що біле світло складається з світла інших довжин хвиль.

Див. також

Література

  • Романюк М. О., Крочук А. С., Пашук І. П. Оптика. — Л. : ЛНУ ім. Івана Франка, 2012. — 564 с.