По-голямата част от фактическата информация за феномените и природата, които ни заобикалят, е получена от човека с помощта на възприятието чрез органите на зрителното възприятие, които са създадени от светлината. Явленията на светлината, които се изучават във физиката, са разгледани в раздел Оптика..
По своята същност светлината е електромагнитно явление и това говори за едновременното проявление както на вълна (интерференция, дифракция, дисперсия), така и на квантови свойства (фотоелектричен ефект, луминесценция).
Помислете за две важни вълнови свойства на светлината: дифракция и дисперсия.
Дифракция на светлината
Концепцията за светлинен лъч е широко използвана в геометричната оптика. Подобно явление се счита за тесен лъч светлина, който се разпространява праволинейно. За нас подобно разпространение на светлина в хомогенна среда изглежда толкова обикновено, че е прието като очевидно. Достатъчно убедително потвърждение на този закон може да бъде образуването на сянка, която се появява зад непрозрачно препятствие, което стои на пътя на светлината. А светлината от своя страна се излъчва от точков източник.
Явленията, които се случват по време на разпространението на светлина в среда с ясно изразени неоднородности, са дифракция на светлината.
Дифракция на светлината
И така, дифракцията е съвкупност от явления, които се причиняват от обгръщането от светлинни лъчи на препятствия, които се срещат по пътя им (в широкия смисъл: всяко отклонение от законите на геометричната оптика по време на разпространението на вълните и превръщането им в части от геометрична сянка).Дифракцията ясно се проявява в случая, когато параметрите на нехомогенност (решетъчни срезове) са пропорционални на дължината на дългата вълна. Ако размерите са твърде големи, тогава се наблюдава само на значителни разстояния от нехомогенността.
Когато обгръща нехомогенности, светлинният лъч се разлага в спектър. Полученият с това явление спектър на разлагане се нарича дифракционен спектър. Дифракционният спектър се нарича също решетка.
Лека дисперсия
Различните абсолютни показатели на пречупване на средата съответстват на различни скорости на разпространение на вълната. От изследванията на Нютон следва, че абсолютният показател на пречупване нараства с увеличаване на честотата на светлината. С течение на времето учените установили факта, че когато разглеждат светлината като вълна, всеки цвят трябва да бъде свързан с дължината на вълната. Важно е тези дължини на вълните да се променят непрекъснато, реагирайки на различни нюанси на всеки цвят.
Ако тънък лъч слънчева светлина е насочен към стъклена призма, тогава след пречупване е възможно да се наблюдава разлагането на бялата светлина (бялата светлина е комбинация от електромагнитни вълни с различна дължина на вълната) в многоцветен спектър: седем основни цвята - червен, оранжев, жълт, зелен, син, Сини и виолетови цветове. Всички тези цветове се смесват безпроблемно един с друг. Червените лъчи се отдалечават в по-малка степен от първоначалната посока, а виолетовите лъчи в по-голяма степен.
Лека дисперсия
Това може да обясни появата на оцветяващи обекти с различни цветове, тъй като бялата светлина е комбинация от различни цветове. Например цветът на листата на растенията, по-специално зеленият цвят, се дължи на факта, че усвояването на всички цветове, с изключение на зеления цвят, се случва на повърхността на листата. Това виждаме.И така, дисперсията е явление, което характеризира зависимостта на пречупването на веществото от дължината на вълната. Ако говорим за светлинни вълни, тогава дисперсията се нарича дисперсия на явлението на зависимостта на скоростта на светлината (както и коефициента на пречупване на светлината от веществото) от дължината (честотата) на светлинния лъч. Поради дисперсията бялата светлина се разлага в спектъра, докато преминава през стъклена призма. Ето защо по подобен начин полученият спектър се нарича дисперсивен. На изхода на призмата получаваме разширена светлинна лента с цвят, който се променя непрекъснато (плавно). Дисперсионният спектър се нарича също призматичен.
Дифракционни и дисперсионни спектри
Разгледахме явленията на дифракцията и дисперсията, както и техните последици - получаване на дифракционни и дисперсионни спектри. Сега обърнете специално внимание на техните различия.
Методи за получаване на спектри:
- Дифракционен спектър: често се получава с помощта на така наречената дифракционна решетка. Състои се от прозрачни и непрозрачни ленти (или отразяващи, и не отразяващи). Тези ленти се редуват с период, чиято стойност зависи от дължината на вълната. Когато удари решетката, светлината се разделя на лъчи, за които се наблюдава дифракционното явление и разлагането на светлината в спектъра..
- Дисперсионен спектър: за разлика от дифракционния спектър, получен в резултат на проникване на светлинна вълна през вещество (призма). В резултат на преминаването монохроматичните вълни претърпяват пречупване и ъгълът на пречупване ще бъде различен.
Разпределението и естеството на цветовете в спектрите:
- Дифракционен спектър: от първия до последния в спектъра, цветовете са равномерно разпределени. И се появяват от лилаво до червено, а именно във възходящ ред.
- Дисперсен спектър: в червената част на спектъра той се компресира, а във виолетовата част се разтяга. Цветовете варират от червено до лилаво, тоест в намаляващ ред, за разлика от увеличаването на дифракционния спектър.
Крайна информация
И така, разглежданите характеристики показват, че дифракционният модел значително зависи от дължината на вълната на светлината, която заобикаля препятствието. Следователно, ако светлината е немонохроматична (например бялата светлина, която разглеждаме), тогава максимумите на дифракционната интензивност за различни дължини на вълната просто се разминават и те образуват дифракционни спектри. Те имат значително предимство пред спектрите, които възникват поради дисперсията на лъчите, преминаващи през призма. Взаимното подреждане на цветовете за тях не зависи от свойствата на материалите, от които са направени екраните и прорезите на решетката, а се определя уникално само от дължините на вълната и геометрията на устройството (например призми) и може да се изчисли единствено от геометрични съображения.
