ДИСПЕРСИЯ СВЕТА

Дисперсия – звучит прекрасно слово; Прекрасно и явление само Оно нам с детства близко и знакомо, Мы наблюдали сотни раз его! Гром отгремел, стих летний ливень быстрый; И над умытой свежею землей Мостом бесплотным радуга повисла, Пленяя нас своею красотой. Дисперсия здесь «руку приложила». Обычный белый лучик световой Она как будто в призме разложила Во встреченной им капле дождевой.

Исаак Ньютон Рукопись Ньютона

Выдающийся английский физик и математик, основатель классической механики. И.Ньютон родился в семье небогатого фермера в местечке Вулсторп, около города Грантема. В 12 лет он начал учиться в Грантемской школе. В 1661 году Ньютон поступил в один из колледжей Кембиджского университета и по окончании его получил ученую степень бакалавра. Исключительную роль в жизни Ньютона сыграли 1665 – 1667гг., которые он провел в родном Вулсторпе,укрываясь от эпидемии чумы. Здесь у него в основном сложились те идеи, которые привели ученого к важным открытиям: созданию математической основы физики – дифференциального и интегрального исчислений, открытию закона всемирного тяготения, к изобретению зеркального телескопа; здесь он провел опыты по разложению света. В 1668 г. Ньютону была присвоена степень магистра, и затем он возглавил физико- математическую кафедру в Кембриджском университете. В 1672г. Он был избран членом Лондонского королевского общества, а в 1703г. Стал его президентом.

Опыты Ньютона 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.

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

Каждой цветности соответствует своя длина и частота волны, такой одноцветный свет называют - монохроматический ЦветДлина волны, нм Ширина участка, нм Красный Оранжевый Желтый585 – Зеленый Голубой510 – Синий480 – Фиолетовый

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 по-разному 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 ТЕЛЦВЕТА 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 из-за 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.

Закрепление. 1.Пронаблюдать образование цветных кругов вокруг лампочки уличного фонаря и объяснить данное явление, отметить последовательность расположения кругов. (Объяснение связать с показателем преломления цветных лучей со скоростью распространения Vкр.> Vф) 2.Почему видим белое – белым, черное – черным, красное – красным? 3.Пронаблюдать белый лист бумаги через цветное стекло и объяснить почему бумага принимает цвет стекла?

4.На тетради написано красным карандашом «отлично» и зеленым «хорошо». Имеются два стекла красное и зеленое, через какое надо смотреть, чтобы увидеть оценку «отлично»? 5.На сером фоне сцены находится фигура в красном. Каким светом её надо осветить, чтобы создать видимость исчезновения? 6.Из рассказа Жюля Верна «Зеленый луч»: «Видели ли вы когда-нибудь заходящее солнце на горизонте? – Да, конечно! -…Но заметили ли вы, как появляется и гаснет последний солнечный луч, когда воздух освобождается от тумана и становится прозрачным? – Вероятно, нет! И так, если представится видеть это явление – оно бывает очень редко, - то обратите внимание на то, что этот последний луч будет не красным, а зеленым. Да, да, будет иметь чудесный зеленый цвет, то есть такой зеленый, который не сможет создать ни один художник на своей палитре. Подобный зеленый цвет не удается встретить нигде в природе, ибо его нельзя найти в растительном мире, несмотря на все множество и разнообразие и у самых ярких морей»