Дисперсия

1. Дисперсия света

Выполнила Сонечка

2. Дисперсия света или зависимость показателя преломления от длины волны помогает с помощью призмы получить спектр падающего на

неё
света. Белый свет возникает в результате сложения световых лучей
различных цветов, взятых в определённых соотношениях

3. Аристотель первым дал радуге научное объяснение в своем труде «Метеорология», предложив физическое объяснение, что радуга – это

отражение
солнечного света от капель дождя, как от мельчайших зеркал, а не просто
мистическое или мифологическое явление или мост богов.
Аристотель считал, что это оптическое явление возникает из-за преломления
света в облаках, хотя он и не мог объяснить цвета.
Таким образом, Аристотель
заложил основу для
научного понимания
радуги, переведя ее из
области мифологии в
область физических
явлений.

4.

Рене Декарт в 1637 году представил первое количественное
объяснение размеров радуги, рассчитав путь световых лучей
внутри сферической капли воды.
Декарт математически доказал, что основная радуга всегда имеет
фиксированный угловой радиус около 42° относительно линии,
соединяющей наблюдателя и Солнце.
Используя ту же модель, Декарт объяснил
появление второй, более слабой дуги под углом
около 51–52°. Он показал, что она возникает изза двух внутренних отражений в капле.

5. Декарт объяснил, что радуга кажется круглой (или дугообразной), так как совокупность всех капель, отражающих свет под этим

углом,
образует поверхность конуса с
вершиной в глазу наблюдателя.
Хотя Декарт точно рассчитал
геометрию явления, он не смог
полностью объяснить
происхождение цветов, так как
явление дисперсии было открыто
Исааком Ньютоном позже.

6. В 1666 году Исаак Ньютон, занимаясь усовершенствованием телескопов, обратил внимание на интересный факт: изображение,

получаемое с помощью
объектива телескопа, по краям было окрашено. Предполагая, что это может
быть как-то связано с явлением преломления света, он поставил небольшой
эксперимент, который детально описал в трактате «Оптика»:
«Я поместил в очень темной комнате у
круглого отверстия около трети дюйма
шириной в ставне окна стеклянную призму,
благодаря чему пучок солнечного света,
входившего в это отверстие, мог
преломляться вверх к противоположной
стене комнаты и образовывал там цветное
изображение Солнца состоящее из ряда
цветных полос плавно переходящих друг в
друга».

7. Следуя многовековой традиции, согласно которой радуга считалась состоящей из семи основных цветов, Ньютон тоже выделил семь

цветов: фиолетовый,
синий, голубой, зеленый, желтый, оранжевый и красный.
Саму радужную полоску Ньютон назвал спектром
(от латинского spectrum – видимое).
Последовательность цветов в спектре помогает запомнить фраза «Каждый
охотник желает знать, где сидит фазан», в которой первые буквы слов
совпадают с первыми буквами названий цветов.

8. Закрыв отверстие красным стеклом, Ньютон наблюдал на стене только красное пятно, закрыв синим стеклом, наблюдал синее пятно и

т. д. Отсюда следовало, что не
призма окрашивает белый свет, как предполагалось
раньше. Призма не изменяет свет, а лишь разлагает его
на составные части.
Белый свет имеет сложную структуру. Из него можно
выделить пучки различных цветов, и лишь совместное
их действие вызывает у нас впечатление белого цвета.
В самом деле, если с помощью второй
призмы, повернутой на 180° относительно
первой, собрать все пучки спектра, то
опять получится белый свет. Для этой же
цели можно использовать и собирающую
линзу.

9.

В своём фундаментальном трактате «Оптика» Ньютон так сформулировал
полученный им вывод: «Световые пучки, отличающиеся по цвету, отличаются
по степени преломляемости. В наибольшей степени преломляются фиолетовые
пучки, в наименьшей красные».
Если взять три одинаковые трёхгранные
призмы и пропустить через них пучки
монохроматического света различных
цветов, например, красного, зелёного и
фиолетового. Мы увидим, что лучи
фиолетового цвета испытают большее
преломление по сравнению с зелёными.
А лучи красного цвета преломляются меньше всего. Это говорит нам о том, что
угол преломления красных лучей больше, чем для лучей зелёного и фиолетового
цветов. Тогда, из закона преломления света следует, что красный свет в среде
распространяется быстрее. Но поскольку цвет, воспринимаемый человеческим
глазом, определяется только частотой световой волны, то цвет при переходе из
вакуума в вещество или из одного вещества в другое не изменяется.

10.

Круглую радугу можно
увидеть с высоты (с
самолета, вертолета, с
высокого небоскреба или с
вершины горы) или над
водопадом и туманом,
когда наблюдатель
находится над каплями
воды (дождя, тумана или
водяной пыли), а солнце
находится позади, что
позволяет увидеть всю
окружность, которую
обычно скрывает горизонт.

11.

Дисперсией света
объясняется
возникновение и такого
явления, как гало. Его
можно наблюдать зимой в
виде кругов, столбов или
крестов вокруг Солнца и
Луны. Здесь дисперсия
происходит в ледяных
кристалликах на высоте
около 10 км в верхних
слоях тропосферы.

12.

«Огненная радуга» — один из
видов гало, относительно
редкий оптический эффект в
атмосфере, выражающийся в
возникновении горизонтальной
радуги, локализованной на фоне
лёгких, высоко расположенных
перистых облаков.
Феномен проявляется при определённых условиях:
*Солнце должно быть выше 58 градусов над горизонтом;
*В небе должны находиться перистые облака;
*Плоские шестиугольные кристаллы льда в облаках должны располагаться
горизонтально.

13. Примеры проявления дисперсии света:

14.

Благодарю за внимание!