Дисперсия атомната теория • Джеймс Трефил, енциклопедия "двеста и законите на Вселената"

Скоростта на разпространение на светлинните лъчи на различни честоти в средата се определя от свойствата на материята на атомно ниво.

Ние знаем, че скоростта на светлината в средата е по-малка от скоростта на светлината във вакуум. Този имот е обикновено се калкулира при така наречения коефициент или коефициента на пречупване, която се определя от:

където с - скоростта на светлината във вакуум и о - в средата.

Светлината се забавя в околната среда в резултат на постоянно взаимодействие с електронен слой на атомите. Ситуацията тук е сравнимо с трафика, ако скоростта на светлината във вакуум оприличи на движението на идеално прави и напълно безплатно крайградски път, в който колата може докрай да се вози при максимална скорост, скоростта на светлината в околната среда, можете да си представите движението на големия град - светлината рентгенова машина отново и отново в следващите кръстовища спирачки-атом. В резултат на това скоростта на светлината в материала е определено по-ниска от скоростта на светлината във вакуум. Индексът на пречупване, по-специално стъкло е около 1.5; Следователно, светлината се разпространява в чашата с около една трета по-бавно, отколкото във вакуум.

Фактът, че това не е само на различните материали имат различни индекси на рефракция, но също така и в материален светлинни лъчи с различен цвят се пречупват по различен начин, това е известно от дълго време. Това явление се нарича дисперсия на светлина. Според пречупване на светлината, на пречупване ъгъла на лъча, след като влезе в прозрачна среда зависи от коефициента на пречупване на средата, съответно противоречие се проявява в това лъчи с различни цветове с различни индекси на рефракция, в средата, се пречупват под различни ъгли. В повечето материали, по-специално в стъклото, е нормална дисперсия. в която индексът на пречупване е обратно пропорционален на дължината на вълната на кратък вълна, по-висок индекс на пречупване. (Някои вещества, обаче, имат спектър на дължините на вълните на светлината, които се изпитват. Anomalnayadispersiya вълни се пречупва по-дълги.)

Този принцип е в основата на действието на призмата. След контакт с конвенционална "бели" (и в действителност съдържа всички цветове на спектъра) светлина, като слънчевата светлина върху обектива на лъча започва да се разделят веднага след преминаване на границата извън стъклото, защото виолетовите лъчи се пречупват най-силно, и червено - най-слабите. В резултат на това след преминаване на втори светлина прозорец граница с въздух бял лъч се разделя на съставящите цветни греди. В резултат на това, което виждаме на екрана или стена, познатата картина на спектъра на дъгата.

Между другото, за дъгата: също така се появява в резултат на дисперсията на светлината в капките. Получаване на капчици слънчев лъч се пречупва в настъпва капчицата, неговата дисперсия и след това разпределени на спектъра на светлина, отразена от задните полукълбо капчиците на връщане е по-нататъшното му дисперсия, и накрая, лъчът се връща през предната повърхност капки, се разви за дъга спектър слънчева светлина. Ето защо ние виждаме само една дъга, когато Слънцето е от едната страна на нас и дъжда идва от другата страна. Заради разпръскването на всеки цвят в отразената светлина събира под негово строго определени ъгъл, и това обяснява защо дъга образува дъга в небето. Цветовете на дъгата в разделянето на буря не е много ясно, защото капките са с различен диаметър, и една капка от дисперсията е по-силна от друга - по-слаба. Възприема като ни зрение дъга Образуваното набор от отразените лъчи от всички дъждовни капки, в момента на преминаване през отражателната способност на надзорна зона.

По-рядко двойна дъга се появява, когато вътрешността на дъждовните капки светлинния лъч се отразява от вътрешната повърхност на двойния, но доста рядко тройна дъгата показва ефекта на тройната вътрешно отражение на лъча в дъждовните капки.

основните физически причини Промяната в може да се обясни само в рамките на съвременната атомна теория за структурата на материята и взаимодействието на светлината с материята. Подобно на лъчите на електромагнитния спектър. светлинните лъчи са напречни електромагнитни вълни. Напрегнатостта на електрическото поле е развълнуван по такъв вълна, според уравненията на Максуел за електроните се отразява атоми, вълнуващи тях. Възбудими електрона поглъща фотон на определена честота на почти веднага излъчват същия фотона и се връща в нормално състояние на ниска незаети орбитите на своята атом. Така светлина се разпространява в средата с помощта на верига на непрекъснат абсорбция и емисия на фотони. Това е, което е причинило забавянето на разпространение на светлината в средата.

Електроните в атома - лишени от техните ядра. За да разберем някои от феномените на субатомно света е полезно да си представим, електроните са приложени към ядрата на твърди пружини. електрон реакция при излагане на вълна електрическото поле светлина зависи от това как честотата на вълната съответства на естествената честота на този въображаем пролетта. Изчисленията показват, че колкото по-кратко дължина на светлинната вълна, толкова по-висока вероятност за възникването му в резонанс с естествени честоти на възбуждане на електрони и следователно повече електрони ще абсорбират и повторно излъчват фотони съответните честота, като по този начин забавя разпространение на светлината при тази честота. Доказано е, че интензивността на емисиите на вторични светлинни вълни атоми е пропорционален на дължината на вълната на четвъртата власт!

В резултат на този ефект на взаимодействието на светлината с атома и е разсейване на светлината в средата. Светлината не взаимодействат с атомите е стигнало до нас директно. Ето защо, когато ние не се гледа източника на светлина, както и разсеяна светлина от този източник, ние виждаме в него преобладаването на къси вълни синя част от спектъра.

Ето защо небето изглежда синьо и жълто слънце! Когато погледнете към небето далеч от слънцето, ще видите там разпръснати слънчева светлина, която е доминирана от късовълновата синя част от спектъра. Когато погледнете директно към слънцето, което гледате своя спектър на излъчване, от което, по въздух разсейване на атома премахнати част от синя светлина и бели оригинални смени слънчевия спектър в жълто-червено района на преминаването през атмосферата. . (Просто никога не се опитвайте да се провери това със собствените си очи, гледаше право към интензивността Sun на слънчева светлина е толкова висока, че дори и втори поглед към слънцето в зенита си достатъчно, в най-добрия, временна слепота и в най-лошия - до хроничен функционално увреждане .) по залез, когато слънчевите лъчи правят много по-дълго пътуване през атмосферата, слънцето ни се явява изобщо в червено, като в този случай разсейване и да изчезне от неговия спектър, не само синьо, зелено, но S, и жълти лъчи.