WikiZero - Дисперсія світла

1. Дисперсія світла в природі і мистецтві [ правити | правити код ]

open wikipedia design.

Цей термін має також інші значення див. дисперсія .

Дисперсія світла (розкладання світла ) - це сукупність явищ, обумовлених залежністю абсолютного показника заломлення речовини від частоти (або довжини хвилі ) Світла (частотна дисперсія), або, те ж саме, залежністю фазовоїшвидкості світла в речовині від частоти (або довжини хвилі). експериментально відкрита Ньютоном близько 1672 року , Хоча теоретично досить добре пояснена значно пізніше.

просторовою дисперсією називається залежність тензора діелектричної проникності середовища від хвильового вектора . Така залежність викликає ряд явищ, званих ефектами просторової поляризації.

Один з найбільш наочних прикладів дисперсії - розкладання білого світла при проходженні його через призму (Досвід Ньютона). Сутністю явища дисперсії є відмінність фазових швидкостей поширення променів світла c різної довжиною хвилі в прозорому речовині - оптичному середовищі (Тоді як у вакуумі швидкість світла завжди однакова, незалежно від довжини хвилі і, отже кольору). Зазвичай, чим менше довжина світлової хвилі, тим більше показник заломлення середовища для неї і тим менше фазова швидкість хвилі в середовищі:

• у світла червоного кольору фазова швидкість поширення в середовищі максимальна, а ступінь заломлення - мінімальна,
• у світла фіолетового кольору фазова швидкість поширення в середовищі мінімальна, а ступінь заломлення - максимальна.

Однак в деяких речовинах (наприклад, в парах йоду ) Спостерігається ефект аномальної дисперсії , При якому сині промені переломлюються менше, ніж червоні, а інші промені поглинаються речовиною і від спостереження вислизають. Говорячи суворіше, аномальна дисперсія широко поширена, наприклад, вона спостерігається практично у всіх газів на частотах поблизу ліній поглинання, проте у парів йоду вона досить зручна для спостереження в оптичному діапазоні, де вони дуже сильно поглинають світло.

Дисперсія світла дозволила вперше цілком переконливо показати складову природу білого світла.

Білий світ розкладається в спектр і в результаті проходження через дифракційну решітку або відбиття від неї (це не пов'язано з явищем дисперсії, а пояснюється природою дифракції). Дифракційний і призматичний спектри дещо відрізняються: призматичний спектр стиснутий в червоній частині і розтягнутий у фіолетовій і розташовується в порядку убування довжини хвилі: від червоного до фіолетового; нормальний (дифракційну) спектр - рівномірний у всіх областях і розташовується в порядку зростання довжин хвиль: від фіолетового до червоного.

За аналогією з дисперсією світла, також дисперсією називаються і подібні явища залежності поширення хвиль будь-якої іншої природи від довжини хвилі (або частоти). З цієї причини, наприклад, термін закон дисперсії , Застосовуваний як назва кількісного співвідношення, що зв'язує частоту і хвильове число , Застосовується не тільки до електромагнітної хвилі , Але до будь-якого хвильовому процесу.

Дисперсією пояснюється факт появи веселки після дощу (точніше той факт, що веселка різнокольорова, а не біла).

Дисперсія є причиною хроматичної аберації - одних з аберацій оптичних систем , В тому числі фотографічних і відеооб'єктивів .

Огюстен Коші запропонував емпіричну формулу для апроксимації залежності показника заломлення середовища від довжини хвилі:

n = a + b / λ 2 + c / λ 4 {\ displaystyle n = a + b / \ lambda ^ {2} + c / \ lambda ^ {4}} ,

де λ {\ displaystyle \ lambda} - довжина хвилі у вакуумі; a, b, c - постійні, значення яких для кожного матеріалу повинні бути визначені в досвіді. У більшості випадків можна обмежитися двома першими членами формули Коші. Згодом були запропоновані інші більш точні, але і одночасно більш складні, формули апроксимації.

Дисперсія світла в природі і мистецтві [ правити | правити код ]

• . Веселка , Чиї кольори обумовлені дисперсією, - один з ключових образів культури і мистецтва.
• Завдяки дисперсії світла, можна спостерігати кольорову «гру світла» на гранях діаманта та інших прозорих гранованих предметах або матеріалах.
• В тій чи іншій мірі райдужні ефекти виявляються досить часто при проходженні світла через майже будь-які прозорі предмети. У мистецтві вони можуть спеціально посилюватися і / або підкреслено.
• Розкладання світла в спектр (внаслідок дисперсії) при ламанні в призмі - досить поширена тема в образотворчому мистецтві. Наприклад, на обкладинці альбому The Dark Side of the Moon групи Pink Floyd зображено заломлення світла в призмі з розкладанням в спектр.

• Яштолд-говіркою В. А. Фотозйомка і обробка. Зйомка, формули, терміни, рецепти. - Изд. 4-е, скор. - М.: Мистецтво, 1977.