Дисперсия света

Дисперсия света

2015г.

Дисперсия света (разложение света)

• Это явление, обусловленное зависимостью абсолютного показателя преломления вещества от частоты световой волны.
• Экспериментально открыта Ньютоном около 1672 года, хотя теоретически достаточно хорошо объяснена значительно позднее.

опыт Ньютона

• Сначала Ньютон направил солнечный луч на призму. Затем, собрав вышедшие из призмы цветные лучи с помощью собирающей линзы, Ньютон на белой стене получил вместо окрашенной полосы белое изображение отверстия.

Разложение белого света при прохождении его через призму

• Сущностью явления дисперсии является неодинаковая скорость распространения лучей света c различной длиной волны в прозрачном веществе — оптической среде. 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.

Белый свет

• Дисперсия света позволила впервые вполне убедительно показать составную природу белого света.
• Белый свет – сложный, состоит из монохроматических цветов.
• Белый свет разлагается в спектр и в результате прохождения через дифракционную решётку или отражения от неё (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.

Спектр

• Разложение белого света на его составляющие.
• Каждой цветности соответствует своя длина и частота волны

Последовательность цветов спектра:

" К аждый О хотник Ж елает З нать, Г де С идит Ф азан".

Радуга

• Дисперсией объясняется факт появления радуги после дождя (точнее тот факт, что радуга разноцветная, а не белая).

Хроматические аберрации

• Это разновидность аберраций оптических систем, обусловленная различием показателя преломления прозрачных сред от длины волны проходящего излучения. Из-за дисперсии фокусные расстояния для света разных цветов не совпадают.

Закон дисперсии (дисперсионное уравнение)

Это связь частоты и волнового вектора волны:

Этот закон выражает связь временной и пространственной периодичности волны. Из закона дисперсии можно получить фазовую и групповую скорости волны:

Фазовая и групповая скорости

• Фазовая скорость — скорость перемещения точки, обладающей постоянной фазой колебательного движения в пространстве, вдоль заданного направления.
• Групповая скорость — это величина, характеризующая скорость распространения «группы волн» - то есть более или менее хорошо локализованной квазимонохроматической волны (волны с достаточно узким спектром).

Групповая скорость

Спасибо за внимание!