Версия 16:18, 23 декабря 2009

Гіпермаркет Знань>>Фізика і астрономія>>Фізика 11 клас>> Фізика: Поляризація світла. Дисперсія світла

ПОЛЯРИЗАЦІЯ СВІТЛА. ДИСПЕРСІЯ СВІТЛА

ДИСПЕРСІЯ

Поширюючись у речовині, електромагнітна хвиля взаємодіє з нею. Внаслідок цього речовина впливає на поширення електромагнітної хвилі. Зокрема, швидкість хвилі змінюється в разі переходу з однієї речовини в іншу.

Як уже встановлено, наслідком залежності швидкості електромагнітної хвилі, зокрема видимого світла, від природи речовини є явище його заломлення на межі двох середовищ. Показник заломлення визначають відношенням швидкостей хвилі в кожній із речовин. Зокрема, для випадку, коли хвиля переходить із вакууму в речовину, показник заломлення визначається за формулою:

Таку залежність можна записати лише для певної довжини хвилі. Експериментальні дослідження засвідчують, що хвилі різних довжин (частот) поширюються в певному середовищі з різними швидкостями. Це пояснюють тим, що хвилі різної довжини зазнають різних впливів з боку речовини. Наслідком залежності швидкості поширення електромагнітної хвилі від її частоти є залежність показника заломлення від довжини хвилі:

Явище залежності показника заломлення від довжини хвилі називають дисперсією.

У лабораторних умовах спостерігати дисперсію найкраще на прикладі видимого світла.

Якщо на межу поділу двох середовищ із показниками заломлення n₁ і n₂, причому n₁ < n₂ (мал. 4.64),

спрямувати під певним кутом а > 0 пучок світла червоного кольору ( = 700 нм), то він зазнає заломлення, і в другому середовищі поширюватиметься під кутом у₁< а.

Речовина впливає на швидкість електромагнітної хвилі, яка в ній поширюється

Показник заломлення речовин залежить від довжини хвилі

Якщо під таким самим кутом а > 0 спрямувати на межу поділу двох середовищ пучок світла зеленого кольору (= 400 нм ), то він також зазнає заломлення, але кут заломлення у₂ буде меншим від кута заломлення пучка світла червоного кольору (мал. 4.65):

Y₂ < Y₁.

Подібну закономірність спостерігатимемо і в разі заломлення пучка світла синього кольору:

Y_З <Y₂ < Y₁.

Скориставшись означенням показника заломлення, за яким  (мал. 4.66),

можна дійти висновку, що результати дослідів узагальнюються таким чином:

n₁ < n₂ < n₃,

тобто показник заломлення світла найменший для світла червоного кольору і найбільший для світла синього кольору.

Графічну залежність показника заломлення від довжини хвилі для деяких речовин наведено на мал. 4.67.

З аналізу графіка залежності n =f.) випливає, що вона має нелінійний характер, і зі збільшенням довжини хвилі показник заломлення зменшується. Короткі хвилі заломлюються сильніше, ніж довгі. Інакше кажучи, зі збільшенням частоти хвилі світла показник заломлення зростає.

Залежність показника заломлення одного із сортів скла від довжини хвилі видимого світла, поданої в кольорах, наведено на полі.
Перше ґрунтовне дослідження прояву явища дисперсії провів у 1666 р. видатний англійський фізик І. Ньютон. Свої дослідження він розпочав на установці, основною частиною якої була трикутна призма. Він розмістив її на підставці у затемненій кімнаті і спрямував на неї пучок білого сонячного світла, яке проходило крізь малий отвір у віконниці (мал. 4.68). 

На білому екрані, розміщеному за призмою, з явилася різнобарвна стрічка, названа І. Ньютоном спектром. В одержаному спектрі спостерігалися всі кольори — від червоного до фіолетового.

Чому ж призма розкладає біле світло на складові частини?

Фіолетовий — 1,532 Синій — 1,528 Голубий — 1,524 Зелений — 1,519 Жовтий — 1,517 Оранжевий— 1,514 Червоний — 1,513

Коли вузький пучок світла падає на бічну грань призми ЛВ (мал. 4.69),

окремі хвилі з різною довжиною зазнають різно¬го заломлення внаслідок явища дисперсії. Тому пучок білого світла розкладається на окремі кольори. Процес повторюється і на грані призми ВС. Отже, паралельний пучок білого світла, пройшовши крізь трикутну призму, стає розбіжним. Складові хвилі в ньому поширюються в різних напрямках. Потрапивши на білий екран, вони забарвлюють його в різні кольори. Послідовність цих кольорів така (мал. 4.70):

червоний, оранжевий, жовтий, зелений, голубий, синій, фіолетовий.

Трикутна призма розкладає пучок білого світла на кольорові складові

При зведенні різнокольорових пучків одержується білий пучок

Якщо «кольорові» хвилі зібрати в один пучок, то на екрані, на який він падає, спостерігатимемо білу пляму (мал. 4.71).

Спектр, одержаний у разі проходження білого світла крізь призму,  називають суцільним. У ньому всі кольори плавно переходять один в інший.

Спектрографи є в багатьох наукових лабораторіях. Вони допомагають вивчати різні фізичні та хімічні процеси в речовині

За складом спектра можна судити про властивості речовини, яка випромінює світло. З цією метою використовують прилади, названі спектрографами. Основною частиною такого приладу (мал. 4.72)

є трикутна призма, яка розкладає вузький пучок світла, що проходить крізь об'єктив, на спектр, який залишає слід на фотоплівці.

Є.В. Коршак, О.І. Ляшенко, В.Ф. Савченко, Фізика, 11 клас
Вислано читачами з інтернет-сайтів  

_{Підручники та книги по всім предметам, домашня робота, онлайн бібліотеки книжок, плани конспектів уроків з фізики, реферати та конспекти уроків з фізики для 11 класу}

Зміст уроку
 конспект уроку і опорний каркас                      
 презентація уроку 
 акселеративні методи та інтерактивні технології
 закриті вправи (тільки для використання вчителями)
 оцінювання 

Практика
 задачі та вправи,самоперевірка 
 практикуми, лабораторні, кейси
 рівень складності задач: звичайний, високий, олімпійський
 домашнє завдання 

Ілюстрації
 ілюстрації: відеокліпи, аудіо, фотографії, графіки, таблиці, комікси, мультимедіа
 реферати
 фішки для допитливих
 шпаргалки
 гумор, притчі, приколи, приказки, кросворди, цитати

Доповнення
 зовнішнє незалежне тестування (ЗНТ)
 підручники основні і допоміжні 
 тематичні свята, девізи 
 статті 
 національні особливості
 словник термінів                          
 інше 

Тільки для вчителів
 ідеальні уроки 
 календарний план на рік 
 методичні рекомендації 
 програми
 обговорення

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.