Дисперсия

Физика Физика кафедрасы Авторлар:     аға оқытушы Маженов Н.А оқытушы Копбалина Қ.Б. Жарық дисперсияс ы

Жарық дегенiмiз – электромагниттiк  толқындар. Әртүрлi түстегi жарықтар   толқын ұзындығының, немесе жиiлiгiнiң  әртүрлi болуымен өзгешеленедi. Ал   шыны призмадан өткенде әртүрлi  түске жiктелуiнiң себебi  ортадағы  жарық жылдамдығының ( немесе  онымен байланысқан сыну көрсеткiшiнiң  ) жарық жиiлiгiнен тәуелдiлiгiмен  байланысты. Сыну көрсеткiшiнiң жарық  жиiлiгiнен  тәуелдiлiгiн дисперсия  құбылысы деп атайды .

Ньютонның қолжазбасы Исаак Ньютон

Исаак Ньютон ­ классикалық физиканы құрған әйгiлi ағылшын ғалымы, 1643 ж.  Вулсторпада дүниеге келген. 1665 ж. Кембридж университетiн бiтiрiп, сонда  1669­1701 ж.ж. кафедраны басқарған.  Ньютон зерттеулерi механикаға, оптикаға, астрономияға, математикаға арналған.  Классикалық механиканың негiзгi заңдылықтарын есептеген, бүкiләлемдiк  тартылу заңын, жарық дисперсиясын ашқан, жарықтың корпускулалық теориясын  дамытқан, Лейбництен тәуелсiз дифференциалдық және интегралдық  есептеулердi шығарған. Ол бүкiләлемдiк тартылыс заңынан Кеплердiң 3 заңының  шығатынын көрсеттi, айдың қозғалыс ерекшелiгiн түсiндiрдi, жердiң фигурасының  теориясын дамытты, жердiң жасанды серiктерiнiң құрылу проблемасын  қарастырды және т.б.  Ньютонның оптикаға әкелген еңбегi мол. 1666 ж. үш жақты шыны призма  көмегiмен ақ түстi жетi түске орналастырып, оның күрделiлiгiн дәлелдедi.1668ж.  және 1671 ж. телескоп­рефлекторды ойлап тапты. Жұқа пластиналардың  түстерiн зерттеп, жарықтың дифракциясы мен интерференциясын анықтады.  Өзiнiң оптикалық зерттеулерiн «Оптика» еңбегiнде жариялады.  Ньютонның атымен Халықаралық бiрлiк жүйесiнде күштiң өлшем бiрлiгi – ньютон  аталған.

Ньютон әдісі Ньютон әдісі Ньютон направил белый луч на стеклянную  призму. Как только видимый свет попадает в  призму, он преломляется и разлагается в  радужную полоску, которая называется  спектр, Белый цвет условно делится на семь  цветов.  Как показал опыт каждый цвет имеет свой  показатель преломления: наибольший ­  фиолетовый, наименьший ­ красный. Как мы  уже знаем из опытов по дифракции света,  цвета имеют различные длины волн.  Свет, проходя через трехгранную призму,  преломляется и при выходе из призмы  отклоняется от своего первоначального  направления к основанию призмы.  Величина отклонения луча зависит от  показателя преломления вещества призмы,  и, как показывают опыты, показатель  преломления зависит от частоты света.

Рассмотренные опыты впервые произвел в 1666 году английский физик Исаак Ньютон. На рисунке изображен один из опытов, поставленных самим Ньютоном. Ньютон в своих опытах пользовался солнечным светом, который он пропускал в комнату через узкое отверстие в оконной ставне.

ОБЪЯСНЕНИЕ ЯВЛЕНИЯ  ДИСПЕРСИИ • Явление дисперсии  обнаруживается в  процессе  преломления света. • Разная «степень  преломляемости»  связана с разной  скоростью  распространения  света разных частот  в данной среде. n  c  n ф c  ;  ф n к  c  к n ф n к   ; к  ф nn ф к  ф  к

Сыну көрсеткiшiнiң  жарық жиiлiгiнен  тәуелдiлiгiн  дисперсия  құбылысы деп  атайды

ДИСПЕРСИЯ СВЕТА • Дисперсия света –  это зависимость  абсолютного  показателя  преломления от  частоты колебаний  (длины волны)   света.

Түстер Таралу ені, нм Әр түстің өзіндік толқын үзындығы мен жиілігі  бар, түстерге жіктелмейтін жарық –  монохромат жарық.  Толқын  ұзындығы,     нм Қызыл 800 ­620 Қызғылт сары 620 ­585 585 – 575 Сары 550 ­510 Жасыл 510 – 480 Көгілдір 480 – 450 Көк Күлгін 450 ­ 390 180 35 10 40 30 30 60

Синтез белого света с помощью призм  осуществленный И.Ньютоном

ВЫВОДЫ ИЗ ОПЫТОВ  НЬЮТОНА • Белый свет не является монохроматическим. • Вторая призма только преломляет лучи, но не изменяет  их цвет. Эти лучи были названы простыми или  монохроматическими. • Белый свет состоит из монохроматических – простых  цветов.        • Показатель преломления среды зависит от цвета света:  лучи красного света в любой среде преломляются  слабее, чем все остальные . • При выходе из призмы белый свет разлагается на семь  цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый,  голубой, синий, фиолетовый. Меньше всех отклоняется  красный свет, больше ­ фиолетовый.  • Свет с разными длинами волн распространяется в  среде с разными скоростями: фиолетовый с  наименьшей, красный ­ наибольшей, так как n = c/v .

ЦВЕТА НЕПРОЗРАЧНЫХ ТЕЛ Многообразие цветов и оттенков  в окружающем нас мире объясняет  явление дисперсии. При взаимодействии с  различными телами лучи света  разного цвета по­разному  отражаются и поглощаются этими  телами. Тела, окрашенные в белый цвет,  отражают лучи света разных  частот одинаково хорошо.  Тела, окрашенные в черный  цвет, поглощают лучи света  разных частот одинаково хорошо. Непрозрачные тела  окрашиваются в тот цвет, лучи  света которого они хорошо  отражают. С помощью дисперсии света  можно объяснить такое явление,  как радуга

ЦВЕТА ПРОЗРАЧНЫХ ТЕЛ  Цвет прозрачного тела  определяется составом того  света, который проходит через  него.  Если прозрачное тело  равномерно поглощает лучи  всех цветов, то в проходящем  белом свете оно бесцветно, а  при цветном освещении имеет  цвет тех лучей, которыми  освещено.   При пропускании белого света  через окрашенное стекло оно  пропускает тот цвет, в  который окрашено.  Это свойство используется в  различных светофильтрах.

ОБОБЩЕНИЕ МАТЕРИАЛА • Дисперсия света – явление разложения белого света в  спектр при помощи призмы. Порядок следования цветов  в спектре не меняется. • Дисперсия света происходит из­за того, что показатель  преломления среды зависит от цвета света. • Дисперсия света доказывает, что белый свет –  сложный ,состоит из простых – монохроматических  цветов. • Дисперсия позволяет объяснить цвета  непрозрачных  тел, тем что тела по­ разному отражают и поглощают  свет различных частот.