 Дисперсія світла та кольоровий спектр
Якщо пропустити пучок білого світла крізь скляну призму, то на екрані виникне смужка, забарвлення якої безперервно змінюється. Її називають призматичним або дисперсійним спектром. Розкладення білого світла у спектр у процесі проходження крізь призму – це прояв дисперсії.
Дисперсією називають залежність від довжини хвилі швидкості світла в речовині, тобто показника заломлення речовини n.
Дисперсія світла характерна для всіх середовищ, крім вакууму.
У вакуумі швидкість поширення електромагнітних хвиль будь-якої довжини однакова (3*108 м/с), а в речовині залежить від довжини хвилі. Тому відрізняються і показники заломлення n=c/v для різних хвиль, що входять до складу білого світла. Слід зауважити, що колір усіх променів пов’язаний з довжиною хвилі.
Проходячи крізь призму, складові частини білого променя зазнають різного заломлення і виходять розбіжним кольоровим пучком.
Явище дисперсії світла можна спостерігати не лише в процесі проходження світла крізь призму, а й багатьох інших випадках. Наприклад, заломлення сонячного світла у краплях води, які утворюються в атмосфері після дощу, є причиною появи веселки на небі.
Дисперсія називається нормальною, коли показник заломлення збільшується із зменшенням довжини хвилі.
Перші експериментальні дослідження дисперсії світла належать Ньютону, який показав, що біле світло складається з семи кольорів: червоного, помаранчевого, жовтого, зеленого, блакитного, синього, фіолетового. Збираючи лінзою в одне місце кольорові промені, що вийшли з призми, Ньютон отримав на екрані замість забарвленої білу смужку. Отже, при сполученні кольорових променів спектра утворилося біле світло.
Це відкриття Ньютона відбулося зовсім випадково. Одного літнього дня у 1666 році Ньютон заснув вдень сидячі в кріслі. Щоб нічого не порушувало його спокій, ззовні потихеньку зачинили ставні. Коли Ньютон прокинувся він побачив сонячний промінь, який пробився крізь малий отвір у ставнях. Розширюючись, цей сонячний промінчик вималював на протилежній від вікна стіні світлу плямку. Оскільки Ньютон у той час дуже цікавився оптичними приладами і весь час з ними працював, то у нього на столі було дуже багато різноманітних оптичних деталей, серед яких були призми та лінзи. От він і взяв одну з призм та розташував її на шляху цього сонячного променя. Зробивши це вчений побачив як світловий промінь, пройшовши крізь призму, заломився, змінив свій напрямок і трохи нижче того місця, де до цього виглядав світлим кружком, утворив цілу гамму кольорів.
У цій різнобарвній гаммі найвище була розташована червона смужка, нижче помаранчева, потім жовта, зелена, блакитна, синя і нарешті фіолетова. Причому скільки разів вчений ставив призму на шляху сонячного променя, стільки разів він отримував картинку з такою самою послідовністю розташування кольорових смуг. Це було захоплююче видовище і всю цю систему кольорів Ньютон назвав спектром.
Чому він обрав саме це слово? Мабуть тому, що на стіні він спостерігав чудову кольорову примару, про існування якої ніхто раніше і не здогадувався. Однак, найбільш вдалої назви неможливо й підібрати, оскільки латинське слово «спектрум» і означає видіння, примара.
|
