Розкладання світла в спектр внаслідок дисперсії при проходженні через призму (досвід Ньютона).
Цей термін має також інші значення див. дисперсія .
Дисперсія світла (розкладання світла ) - це явище залежності абсолютного показника заломлення речовини від частоти (або довжини хвилі ) Випромінювання, або, що те ж саме, залежність фазової швидкості світлових хвиль в речовині від довжини хвилі (або частоти). експериментально відкрита Ньютоном близько тисяча шістсот сімдесят дві року, хоча теоретично досить добре пояснена значно пізніше.
Один з найбільш наочних прикладів дисперсії - розкладання білого світла при проходженні його через призму (Досвід Ньютона). Сутністю явища дисперсії є неоднакова швидкість поширення променів світла c різної довжиною хвилі в оптичному середовищі (в вакуумі швидкість світла завжди однакова, незалежно від довжини хвилі). Звичайно чим більше частота хвилі, тим більше її показник заломлення в середовищі і менше швидкість поширення в ній:
- у хвиль довгохвильової (червоною) області спектра вище швидкість в середовищі і менше ступінь заломлення,
- у хвиль короткохвильової (фіолетовою) області спектра менше швидкість світла в середовищі і більше ступінь заломлення.
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 наочно показати складову природу білого світла.
- Білий світ розкладається на 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, так само 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 - одного з ретельно усуваються недоліків ( аберацій ) Оптичних систем, в тому числі фотографічних і відео- об'єктивів .
Коші прийшов до формули, що виражає залежність показника заломлення від довжини хвилі:
$ N = a + b / L ^ 2 + c / L ^ 4 + $ ...,
де:
- L - довжина хвилі у вакуумі;
- a, b, c, ... - постійні, значення яких для кожної речовини повинні бути визначені в досвіді. У більшості випадків можна обмежитися двома першими членами формули Коші.
модальна дисперсія ![]()
правити
Модальна дисперсія - механізм спотворень, що відбувається в багатомодових оптичних волокнах і інших волноводах, в яких кожен фотон в волоконно-оптичної середовищі поширюється по траєкторії, що відрізняється від траєкторій інших фотонів в результаті чого, кожен фотон (при однакових швидкостях поширення) проходить різну відстань всередині одного і того ж волокна, викликаючи різну затримку в проходженні сигналу або дисперсію.
Дисперсія світла в мистецтві ![]()
правити
Через дисперсії можна спостерігати різні кольори світла.
- 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 дорогоцінних каменів.
- На Обкладинці альбому Dark Side Of The Moon групи Pink Floyd зображено заломлення світла в призмі з розкладанням в спектр внаслідок дисперсії.
- Яштолд-говіркою В. А. Фотозйомка і обробка. Зйомка, формули, терміни, рецепти. Вид. 4-е, скор. - М .: «Мистецтво», 1977.