176. Дисперсія світла. Дослідження Ньютона.

Дисперсія – це залежність швидкості світла в речовині від частоти проходження світла або довжини хвилі. Уперше це явище спостерігав та пояснив англійський фізик Ісак Ньютон.

Якщо тонкий пучок сонячного світла спрямувати на скляну призму, після заломлення в ній можна спостерігати розкладення білого світла в кольоровий спектр: сім основних кольорів – червоний, оранжевий, жовтий, зелений, блакитний, синій, фіолетовий — плавно переходять один в один. Найменше відхиляються від початкового напрямку падіння червоні промені, найбільше – фіолетові.

Оскільки біле світло є сукупністю різних кольорів, можна пояснити виникнення забарвлення предметів. Наприклад, зелений колір листя рослини обумовлений тим, що листя поглинає промені всіх кольорів, а зелені відбивають. Тому ми бачимо зелений колір листя.

Перший крок до розгадки кольору зробив великий англійський учений Ісак Ньютон. Зробивши маленький отвір у віконниці, Ньютон підставив під вузький пучок світла трикутну скляну призму. У ній пучок світла заломився, і на протилежній стіні з’явилася красива кольорова смуга, де в добре знайомому порядку розташувалися всі кольори веселки: червоний, жовтогарячий, жовтий, зелений, блакитний, синій, фіолетовий. Цю кольорову смугу Ньютон назвав спектром.

177. Дифракція світла. Дифракційна ґратка.

Дифракція – відхилення світла від прямолінійного поширення при проходженні повз край перешкоди.

Дифракція добре проявляється тоді, коли розмір перешкоди на шляху хвилі порівняний з її довжиною або менший.

У результаті проходження світла через щілину її краї стануть джерелами вторинних когерентних хвиль, які, поширюючись, потраплять у геометричну тінь. Оскільки дані хвилі когерентні, на екрані відобразиться інтерференційна картина. Прикладом може бути виникнення кольорових світлових смуг в області тіні від краю непрозорого екрана.

Виходячи з того, що чим більша кількість щілин, тим чіткішою є інтерференційна картина, на практиці використовують дифракційну решітку — послідовність однакових за шириною щілин, розташованих на однаковій відстані одна від одної.

Дифракційна ґратка — оптичний елемент з періодичною структурою, здатний впливати на поширення світлових хвиль так, що енергія хвилі, яка пройшла через ґратку, зосереджується в певних напрямках.Напрямки поширення цих пучків залежать від періоду ґратки та довжини світлових хвиль, тобто дифракційна ґратка працює як дисперсійний елемент. Монохроматичний світловий пучок, що падає на ґратку, теж розділиться на декілька пучків, які поширюються в різних напрямках. Дифракційні ґратки широко застосовуються у монохроматорах і спектрометрах.

Періодом решітки називають відстань, яка дорівнює сумі ширини непрозорої для світла ділянки і ширини щілини.

Умови спостереження дифракційного максимуму: добуток періоду решітки на синус кута відхилення променя дорівнює добутку довжини хвилі і цілого числа, яке характеризує порядок максимуму.

Застосування дифракції: визначення хімічного складу речовини, встановлення швидкості обертання, хімічного складу й температури зірок в астрономії.

Дифракція звукових хвиль часто спостерігається в повсякденному житті, оскільки ми чуємо звуки, які долинають до нас з-за перешкод. Легко спостерігати огинання невеликих перешкод хвилями на воді.

.