Решение задачи: В чем смысл дисперсии света?

Хорошо, давайте разберем вопросы и экспериментальное задание.

Вопросы

1. Что называется дисперсией белого света? Дисперсия белого света — это явление разложения белого света на составляющие его цвета (спектр) при прохождении через прозрачную среду, например, призму. Это происходит потому, что показатель преломления среды для разных цветов света различен. 2. В каких опытах можно наблюдать явление дисперсии? Явление дисперсии можно наблюдать в следующих опытах: * При прохождении белого света через стеклянную призму. * При наблюдении радуги в небе после дождя. * При прохождении света через граненые хрустальные предметы или компакт-диски. 3. Чем объясняется явление дисперсии света? Явление дисперсии света объясняется тем, что скорость распространения света в веществе зависит от его длины волны (или частоты). Поскольку белый свет состоит из электромагнитных волн разной длины (разных цветов), то при переходе из одной среды в другую (например, из воздуха в стекло) лучи разных цветов преломляются под разными углами. Коротковолновые лучи (фиолетовый, синий) преломляются сильнее, чем длинноволновые (красный, оранжевый). 4. Что такое белый свет? Белый свет — это сложный свет, который состоит из электромагнитных волн всех цветов видимого спектра. Когда все эти цвета смешиваются вместе, человеческий глаз воспринимает их как белый свет.

Экспериментальное задание 35.1

Обнаружение явления дисперсии белого света

Оборудование: источник света, экран с щелью, стеклянная призма. Направьте на грань стеклянной призмы около пересечения с другой гранью узкий пучок белого света.

Порядок выполнения задания

1. Изменяя угол падения пучка света на грань, добейтесь разложения белого света в сплошной спектр на выходе из второй грани (рис. 35.5). * **Смысл:** Цель этого шага — найти такой угол, при котором призма максимально эффективно разложит белый свет на его составляющие цвета. Когда белый свет падает на призму, он преломляется. Поскольку разные цвета преломляются по-разному, они расходятся, образуя спектр. 2. Зарисуйте наблюдаемую картину дисперсии света. Определите порядок расположения цветов в сплошном спектре. * **Смысл:** После того как вы добьетесь разложения света, вы увидите на экране полосу цветов. Это и есть спектр. Вам нужно будет зарисовать его и запомнить порядок цветов. Обычно порядок такой: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. Красный цвет преломляется меньше всего, а фиолетовый — больше всего. 3. Попробуйте наблюдать явление дисперсии света в призме непосредственно глазом. Для этого приблизьте призму к глазу и посмотрите через неё на освещённую щель в экране. * **Смысл:** Этот шаг позволяет вам увидеть эффект дисперсии напрямую, без использования экрана. Вы увидите, как белый свет, проходя через призму, разделяется на цвета, создавая радужный эффект. 4. По результатам вашего опыта определите, какого цвета свет испытывает наибольшее преломление в стекле. * **Смысл:** На основе наблюдений за спектром вы сможете определить, какой цвет отклоняется от первоначального направления сильнее всего. Это будет тот цвет, который находится на краю спектра, наиболее удаленном от направления падающего луча. Как правило, это фиолетовый или синий свет, так как коротковолновые лучи преломляются сильнее.

Объяснение, как это происходит:

Когда белый свет (который, как мы выяснили, состоит из множества цветов) попадает в стеклянную призму, он замедляется. При этом разные цвета света замедляются по-разному. Красный свет, имеющий самую большую длину волны в видимом спектре, замедляется меньше всего и, соответственно, преломляется слабее. Фиолетовый свет, имеющий самую короткую длину волны, замедляется сильнее всего и преломляется сильнее. Из-за этой разницы в преломлении, когда свет выходит из призмы, лучи разных цветов расходятся в разные стороны, и мы видим их как отдельный спектр — радужную полосу. Это явление и называется дисперсией. Таким образом, наибольшее преломление в стекле испытывает **фиолетовый** (или синий) свет, а наименьшее — **красный** свет.