Дисперсия света

 

1. Внешние признаки явления (признаки обнаружения явления

Вопрос 1

Разложение белого света в спектр при прохождении через призму обусловлено :

1. Интерференцией света

2. Отражением света

3. Дисперсией света

4. Дифракцией света

 

 

 

 

 

Вопрос 2:

Какое из наблюдаемых явлений объясняется дисперсией света?

1. Излучение света лампой накаливания.

2. Радуга

3. Радужная окраска компакт-диска.

4. Радужный окрас мыльных пузырей

 

2. Условие, при которых протекает (происходит явление)

Вопрос1

Чтобы разложить белый свет в спектр, нужно использовать …

1. Плоское зеркало.

 2. Призму.

 3. Вогнутое зеркало.

 4. Стеклянный полукруг.

n

 

Вопрос 2

 Увидеть радугу во время дождя можно, когда …

 1. Сверкает молния.

 2. Дует сильный ветер.

 3. Солнце стоит высоко над горизонтом.

 4. Солнце стоит невысоко над горизонтом.

 

3. Как воспроизвести и пронаблюдать явление в лабораторных условиях

Вопрос 1

Если пропустить свет через прозрачную призму, то….

Выберете верные выводы из опыта:
А. Скорость света зависит от среды.
Б. Призма разлагает свет.
В. Белый свет – сложный.

1. А и Б                    2. Б и В

3. В                          4. Верны все утверждения

 4. Сущность явления, механизм его протекания

Вопрос 1

Какое из приведенных ниже выражений определяет понятие дисперсия? Укажите все правильные утверждения.

 1. Наложение когерентных волн.

 2. Разложение света в спектр при преломлении.

 3. Огибание волной препятствия

 

Вопрос 2

Чем объясняется дисперсия белого света?.

1. Цвет света определяется длиной волны. В процессе преломления длина световой волны изменяется, поэтому происходит превращение белого света в разноцветный спектр.

2. Белый свет есть смесь света разных частот, цвет определяется частотой, коэффициент преломления света зависит от частоты. Поэтому свет разного цвета идет по разным направлениям.

3. Призма поглощает белый свет одной длины волны, а излучает свет с разными длинами волн.

 

Запишите в тетради:

Механизм дисперсии объясняется следующим образом

1. Электромагнитная волна возбуждает в веществе вынужденные колебания электронов в атомах и молекулах.

2.  Колеблющиеся электроны становятся вторичными источниками электромагнитных волн с такой же частотой, но со сдвигом фазы.

3.  Поскольку первичные и вторичные волны когерентны, они интерферируют, и результирующая волна распространяется со скоростью, отличной от скорости света в вакууме.

4. Так как дисперсия возникает вследствие взаимодействия частиц вещества со световой волной, то это явление связано с поглощением света – превращением энергии электромагнитной волны во внутреннюю энергию вещества. Максимальное поглощение энергии возникает при резонансе, когда частота падающего излучения равна частоте колебаний атомов.

5. При переходе волны из одной среды в другую изменяются и скорость, и длина волны, а частота колебаний остается неизменной.

 

При этом возникает два эффекта:

1. Различная прозрачность вещества для различных участков спектра. (Так обычное стекло прозрачно для видимого света и плохо пропускает инфракрасные и ультрафиолетовые лучи). На этом свойстве вещества основано действие светофильтров.

2. Различная отражательная способность вещества для разных участков спектра.

       На этом явлении основано явление цвета тел. Если при дневном освещении тело кажется зелёного цвета, то это значит, что оно хорошо отражает волны зелёного цвета и поглощает остальные. Если осветит тело красным светом, то оно (тело) "поглотит" его и ничего отражать не будет. Следовательно, тело будет казаться чёрным.

n

 

5. Связь данного явления с другими (или фактора от которого зависит протекания явления)

Задание

Выберете верное утверждение:

1. Дисперсия света - разложение света в спектр при дифракции или интерференции

2. Дисперсия света - разложение света в спектр при преломлении

3. Дисперсия света - разложение света в спектр при преломлении, дифракции или интерференции

 

Вопрос

Как изменится частота зеленого излучения при переходе света из воздуха в воду?.

1. Уменьшается.       2. Увеличивается.                   3. Не изменяется.

 

6. Количественные характеристики явления

 

Задача

Частота колебаний электрического поля в вакууме у первой волны в 2 раза больше, чем у второй. Волны падают перпендикулярно на пластину из вещества, показатель преломления которого для первой волны на 2 % больше. Число волн, укладывающихся в толщине пластины. Для первой волны

1. В 2,04 раза больше

2. В 2,04 раза меньше

3. На 2 % больше

4. На 2% меньше

 

Вопрос 1

Какой из следующих рисунков правильно отражает разложение света в призме?

1.1

2.2

3.3

4.4

Вопрос 2

Когда белый свет раскладывается на составляющие, луч какого цвета сильнее всего отклоняется от первоначального направления?

1. Красный.                                  2. Жёлтый.

 3. Фиолетовый.                           4. Зелёный.

 

Вопрос 3

 Лучи какого цвета имеют наибольший показатель преломления в призме?

1. Оранжевый.                           2. Фиолетовый.

3. Красный.                                 4. Синий.

n

Вопрос 4

Параллельные лучи от лазеров с зеленым и красным светом излучения падают на переднюю грань призмы, и выходят через противоположную  грань. После падения на призму эти лучи

1. Пересекутся

2. Разойдутся

3. Будут идти параллельно

4. Ответ зависит от преломляющего угла призмы

 

 

 

7. Использование явления на практике

Цвета непрозрачных тел.

nМногообразие цветов и оттенков в  окружающем нас мире объясняет явление дисперсии.

nПри взаимодействии с различными телами лучи света разного цвета по-разному отражаются и поглощаются этими телами.

nТела, окрашенные в белый цвет, отражают лучи света разных частот одинаково хорошо.

nТела, окрашенные в черный цвет, поглощают лучи света разных частот одинаково хорошо.

nНепрозрачные тела окрашиваются в тот цвет, лучи света которого они хорошо отражают.

nС помощью дисперсии света можно объяснить такое явление, как радуга.

 

Цвета прозрачных тел

nЦвет прозрачного тела  определяется составом того света, который проходит через него.

nЕсли прозрачное тело равномерно поглощает лучи всех цветов, то в проходящем белом свете оно бесцветно, а при цветном освещении имеет цвет тех лучей, которыми освещено.

nПри пропускании белого света через окрашенное стекло оно пропускает тот цвет, в который окрашено. Это свойство используется в различных светофильтрах.

 

 Дисперсия света в прозрачных материалах, применяемых в оптических приборах, имеет большое значение при расчёте спектральных приборов в целях получения хороших спектров, при расчёте ахроматических линз или призм, для уничтожения Дисперсия света, вызывающей хроматическую аберрацию

n

 

Познакомьтесь с обобщенным планом изучения явления

1. Внешние признаки явления (признаки обнаружения явления)

Радуга

2. Условие, при которых протекает (происходит явление)

Среда не обладает дисперсией (например, при распространении звуковых волн в воздухе)

3. Как воспроизвести и пронаблюдать явление в лабораторных условиях

Пропустить свет через призму .

Поставьте зеркало в воду под небольшим углом. Поймайте зеркалом солнечный луч и направьте его стену. Поворачивайте зеркало до тех пор, пока не увидите спектр. Вода выполняет роль призмы, разлагающей свет на составляющие его цвета

4. Сущность явления, механизм его протекания

Белый свет есть смесь света разных частот, цвет определяется частотой, коэффициент преломления света зависит от частоты. Поэтому свет разного цвета идет по разным направлениям.

6. Связь данного явления с другими

Дисперсия света - разложение света в спектр при преломлении, дифракции или интерференции

7. Количественные характеристики явления

Дифракция света – зависимость абсолютного показателя преломления вещества от длины волны света (частоты).

8. Использование явления на практике

Дисперсия света в прозрачных материалах, применяемых в оптических приборах, имеет большое значение при расчёте спектральных приборов в целях получения хороших спектров, при расчёте ахроматических линз или призм, для уничтожения Дисперсия света, вызывающей хроматическую аберрацию
 

Домашнее задание

Разложите солнечный луч. Поставьте зеркало в воду под небольшим углом. Поймайте зеркалом солнечный луч и направьте его стену. Поворачивайте зеркало до тех пор, пока не увидите спектр. Вода выполняет роль призмы, разлагающей свет на составляющие его цвета

 

 

Запомни..

О чем свидетельствует явление дисперсии?

 

Белый свет имеет сложный состав, но это не ново. При изучении явления дифракции было установлено, что длины волн и их частоты различны для каждого цвета.

 

Явление дисперсии свидетельствует о том, что фазовые скорости волн входящих в состав белого света в стекле различны.

Фазовая скорость – скорость распространения фазы волны.

Действительно, непосредственно из опыта вытекает, что для показателей преломления справедливо следующее неравенство:

nк<nор<nж<nз<nг<nс<nф

Но показатель преломления равен отношению скоростей света в воздухе к фазовой скорости в стекле. Поэтому показатели преломления цветовых пучков можно выразить через их фазовые скорости:

n=c/к; n=c/о; n=c/ж…; n=c/ф

Подставив найденные значения показателей преломления в предыдущее неравенство получим:

с/к< с/о <с/ж < ….< с/ф или к>о>ж>….>ф

Таким образом, из явления дисперсии следует, что волны входящие в состав белого света, в веществе распространяются с различными скоростями: с наибольшей скоростью распространяются волны, которые мы воспринимаем как красный свет. И с наименьшей волны, воспринимаемые нами как фиолетовый свет.

Но восприятие цвета зависит от длины волны, а следовательно, и от частоты колебаний. Следовательно, фазовые скорости распространения световых волн зависят и от их частоты.