Партнеры
Вход в систему
Яндекс.Метрика
on-line
Сейчас на сайте 0 пользователей и 46 гостей.

Дисперсия света. Аномальная дисперсия.

Дисперсией света называется зависимость показателя преломления вещества от частоты ν (длины волны λ) света или зависимость фазовой скорости света в среде от его частоты ν (длины волны λ). Дисперсия света представляется в виде зависимости:


 При вступлении в обычные среды (n ≠ 1) свет испытывает изменение скорости, и притом для разных частот скорость в средах оказывается различной.
 Первые эксперименты исследования дисперсии света, принадлежащие Ньютону (1672 г) были выполнены по способу преломления в призме. Направляя пучок белого света от линейного источника (щель), параллельно ребру призмы, и проецируя изображение щели на экран, он получал его растянутым в виде цветной полосы (спектра). При сравнении спектров, полученных с помощью призм с равными преломляющими углами, но из разных веществ, было замечено, что спектры не только отклонены на разные углы, но и растянуты на большую или меньшую длину. Ньютон применил метод скрещенных призм, состоящий в том, что свет проходил последовательно через две призмы, преломляющие ребра которых расположены перпендикулярно друг к другу (рис.)

 Цветная полоска, получающаяся в результате действия одной призмы, отклонялось второй призмой в разных своих частях различно в зависимости от показателя преломления, так что окончательная форма и расположение спектра определялось величиной дисперсии обеих призм.
Зависимость показателя преломления среды n от частоты ν света нелинейная и немонотонная. Область значений ν, в которых

 Соответствует нормальной дисперсии света.
 Для всех прозрачных бесцветных веществ функция n = f(λ) имеет в видимой части спектра характер, показанный на рис.

 Рассмотрим падение белого света на призму (рис.)

 Красные лучи обладают большей длиной волны, чем фиолетовые (λкр > λф). Красным лучам соответствует меньший показатель преломления, чем фиолетовым (nкр < nф). Но

откуда, следует, что βкр > βф.
 С помощью призмы, также как и с помощью дифракционной решетки, можно определить спектральный состав света. Но если дифракционная решетка разлагает падающий свет непосредственно по длинам волн, и по измеренным углам можно вычислить длины волн, то разложение света в спектр в призме происходит по значениям показателя преломления, и для определения длины волны надо знать зависимость n = f(λ). В дифракционной решетке синус угла отклонения пропорционален длине волны, и красные лучи откланяются дифракционной решеткой сильнее. Призма же разлагает лучи в спектр по значениям показателя преломления, которые для всех прозрачных веществ с увеличением длины волны монотонно уменьшаются. Следовательно, красные лучи, имеющие меньший показатель преломления, чем фиолетовые, отклоняются призмой слабее.
 Дисперсию света в среде называют аномальной, если с ростом частоты абсолютный показатель преломления среды уменьшается, т.е. dn/dν < 0 (dn/dλ > 0). Аномальная дисперсия наблюдается в областях частот, соответствующих полосам интенсивного поглощения света веществом. Для стекла эти полосы находятся в ультрафиолетовой и инфракрасной частях спектра. В области видимого света стекло прозрачно и обладает нормальной дисперсией.
 На рис. а и б показан типичный ход зависимостей n = f(ω) и n = f(λ). Аномальной дисперсии на этих рисунках соответствуют интервалы частот ω1 − ω2 и длины волн λn − λm.

Смотрите еще:
Дисперсия света. Аномальная дисперсия.
Группа волн.
Расчет разности хода для лучей, отраженных от тонкой прозрачной пластинки
Полосы равной толщины и равного наклона.
Кольца Ньютона.
Принцип Гюйгенса-Френеля.
Метод зон Френеля.


В практикум абитуриента
В учебник по теории
Задачи на интерференцию для самостоятельной работы
В банк задач абитуриента