§ 66 ДИСПЕРСІЯ СВІТЛА
Займаючись удосконаленням телескопів, Ньютон звернув увагу на те, що зображення, що дається об'єктивом, по краях забарвлене. Він зацікавився цим і перший «досліджував різноманітність світлових променів і пов'язані з нею особливості квітів, яких до того часу ніхто навіть не підозрював» (слова з напису на надгробному пам'ятнику Ньютону). Райдужну забарвлення зображення, одержуваного за допомогою лінзи, спостерігали, звичайно, і до нього. Було відмічено також, що райдужні краю мають предмети, що розглядаються через призму. Пучок світлових променів, які пройшли через призму, забарвлюється по краях.
Досвід Ньютона був геніально простий. Ньютон здогадався направити на призму світловий пучок малого поперечного перерізу. Пучок сонячного світла проходив в затемнену кімнату через маленький отвір у віконниці. Падаючи на скляну призму, він заломлюється і давав на протилежній стіні подовжене зображення з райдужним чергуванням кольорів. Стилізоване зображення досвіду Ньютона показано на малюнку 8.42. Дотримуючись багатовікової традиції, згідно з якою веселка вважалася складається з семи основних кольорів, Ньютон теж виділив сім кольорів: фполетовий, синій, блакитний, зелений, жовтий, помаранчевий і червоний. Саму райдужну смужку Ньютон назвав спектром.
Закривши отвір червоним склом, Ньютон спостерігав на стіні тільки червона пляма, закривши синім склом - синя пляма і т. Д. Це означало, що ні призма забарвлює білий світ, як передбачалося раніше. Призма не змінює світ, а лише розкладає його на складові частини (див. Рис. I на кольоровій вклейці). Білий світ має складний склад. З нього можна виділити пучки різних кольорів, і лише спільне їх дія викликає у нас враження білого кольору.
Справді, якщо за допомогою другої призми, поверненою на 180 ° щодо першої, зібрати всі пучки спектра, то знову вийде білий світ (див. Рис. II на кольоровій вклейці). Виділивши будь-яку частину спектру, наприклад зелену, і змусивши світло пройти ще через одну призму, ми вже не отримаємо подальшої зміни забарвлення.
Інший важливий висновок, до якого прийшов Ньютон, був сформульований ним у трактаті «Оптика» следующ; їм чином: «Світлові пучки, що відрізняються за кольором, відрізняються за ступенем преломляемости» (для них скло має різні показники заломлення). Найбільш сильно переломлюються фполетовие промені, менше інших - червоні. Залежність показника заломлення світла від його кольору Ньютон назвалдісперсіей 1.
Показник заломлення залежить і від швидкості світла в речовині (див. § 61). Абсолютний показник заломлення. Луч червоного кольору переломлюється менше через те, що червоне світло має в речовині найбільшу швидкість, а промінь фполетового кольору переломлюється більше, так як швидкість для фполетового світла найменша. Саме тому призма і розкладає світло. У порожнечі швидкості світла різного кольору однакові. Якби це було не так, то, наприклад, супутник Юпітера Іо, який спостерігав Ремер, здавався б червоним в момент виходу супутника з тіні. Але цього не спостерігається.
Згодом було з'ясовано залежність кольору від фізичної характеристики світлової хвилі. її частоти коливань v (або довжини хвилі). Тому можна дати більш глибоке визначення дисперсії, ніж те, до якого прийшов Ньютон. Дисперсією називається залежність показника заломлення середовища від частоти світлової хвилі.
Знаючи, що біле світло має складний склад, можна пояснити дивовижне розмаїття кольорів в природі. Якщо предмет, наприклад аркуш паперу, відображає всі падаючі на нього промені різних кольорів, то він буде здаватися білим. Покриваючи папір шаром червоної фарби, ми не створюємо при цьому світло нового кольору, але затримуємо на аркуші деяку частину наявного. Відбиватися тепер будуть тільки червоні промені, інші ж поглинуться шаром фарби. Трава і листя дерев здаються нам зеленими тому, що з усіх падаючих на них сонячних променів вони відображаються лише зелені, поглинаючи інші. Якщо подивитися иа траву через червоне скло, що пропускає тільки червоні промені, то вона буде здаватися майже чорної.
Явище дисперсії, відкрите Ньютоном, перший крок до розуміння природи кольору. Грунтовно зрозуміти дисперсію змогли лише після того, як була з'ясована залежність кольору від частоти коливань (або довжини світлової хвилі).
1 Від латинського слова dispersio - розсіювання.
1. На зошити написано червоним олівцем «відмінно» і зеленим - «добре». Є два скла - зелене і червоне. Через якийсь скло треба дивитися, щоб побачити слово «відмінно»!
2. Чому тільки вузький світловий пучок дає спектр після проходження крізь призму, а у широкого пучка пофарбованими виявляються лише краю!
3. Що таке дисперсія світла!
Фізика і астрономія скачати. задача школяреві 11 класу, матеріали з фізики для 11 класу онлайн
Якщо у вас є виправлення або пропозиції до даного уроку, напишіть нам.
Якщо ви хочете побачити інші коригування та побажання до уроків, дивіться тут - Освітній форум.