Дисперсия на светлината - studopediya
Известно е, че при преминаване през стъклена призма тесен лъч на бялата светлина на екрана, монтирани зад призмата, има дъга ивица, която се нарича призма. или дисперсия. спектър. Спектърът се наблюдава на екрана и в случая, когато светлинният източник, призмата и екранът се поставят в затворен съд, от който е отстранен въздух - образуването на призматично спектър е ясно доказателство за наличието на зависимост.
Def. 5.8. Светлината се нарича дисперсия зависимост от оптичните характеристики на веществото (индекс на пречупване п вещества; светлинна вълна фаза скоростта) на честота V (дължина на вълната). Sia вариацията светлина е представен като зависимост мост
Def. 5.9. Среда, в която има един феномен, наричан дисперсни медии.
Дисперсията показва как индекса на пречупване варира бързо с дължина на вълната. Дисперсията на електромагнитните вълни не е само във вакуум.
Реални електромагнитни вълни не са едноцветни, тъй като те се състоят от няколко вълни на различни честоти и имат ограничена продължителност във времето. Тези вълни се наричат вълни група ilivolnovym пакет. В nondispersive среда всички плоски вълни, които се разпространяват пакет със същата скорост и скоростта фаза на пакета съвпада с движението и формата на пакета не се променя с течение на времето. В разпространена среда пакет с течение на времето се простира - ширината му се увеличава, т.е. про-изкривяване идва вълни група по време на своето обръщение поради разликата във фаза СКО растеж индивидуална група монохромни компонент. За характеристики на разпространение на вълната групи и тяхната скорост пренос на енергия, г. F, скорост на размножаване, понятието група скорост.
Def. 2.8. Скоростта на трансфер на енергия групата вълни се нарича скорост група (скорост, при която се движи центъра на опаковката - точка с максимална стойност Е). Не-диспергиращата среда. В разпространена среда.
Понятието група скорост се прилага само при условие, че абсорбцията на вълна енергия в средата е малък.
Последствието е дисперсионно-разширяване на спектъра на лъча на бяла светлина в това про-ходене през призма. Първият Expo експериментално наблюдение на дисперсията на светлината от I. Нютон (1672).
Def. 5.10. Наречен дисперсия на светлина. нормалната ако индексът на пречупване намалява монотонно с увеличаване на дължината на вълната. В противен случай, светлина дисперсия се нарича. ненормално.
Нормално дисперсия се наблюдава в тези честотни области, за които средата е прозрачен (например обикновен стъклен прозрачен за видимата светлина, и в този честотен обхват има нормална дисперсия.) Далеч от ленти или абсорбционни линии на светлина вещество аномален - в рамките на ленти или абсорбционни линии (интензивна ивица поглъщане на светлина вещество).
защото и скоростта на група. При нормална дисперсия и. Когато аномална дисперсия и. По-специално, ако след това. Но според теорията за относителността, скоростта на разпространение на светлинния сигнал в всяко вещество не може да надвишава. Поради това, този резултат показва, че в областта на аномална дисперсия група скорост не съвпада с енергиен трансфер скорост вълна лента считат за еквивалентни на светлинния сигнал.
Прилагане на дисперсията. при нормални дисперсия ефект феномен базирани призматични спектрографи и спектроскопични. Схема на спектроскоп на фиг. За да се наблюдава нормална и аномална дисперсия може да се използва методът на кръстосани призми прилага от Нютон. За проучване на дисперсията на газове и пари използва Ямин интерферометър.
Дисперсията се обясни с преминаването на електронен сноп в атомите на материала от електрическото поле на падащата светлина вълна към тях и вътрешни частици поле вещество. В резултат на това действие възникнат принудени трептения на електроните, което води до отделянето на вторични светлинни вълни. Тъй като диполни моменти на атомите в зависимост от честотата на трептене на електроните в атомите, дефинирани от честотата на вълната инцидент, относителната диелектричната константа на материала и с това са зависими от честотата на светлина. Затова електромагнитната теория макроскопичния Максуел не може да обясни това явление. Класическата теория на дисперсия е създаден след създаването на електронна Лоренц теория на структурата на материята.
От Максуел за немагнитен среда :. В противоречие с вода: вода = 81 и п = 1.33. по този начин , Големият стойността на постоянното (електростатично) областта поради предпочетената ориентация в областта на водните молекули, които имат голям диполен момент. Променливото електрическо поле, молекулите не може веднага да променят своята ориентация, защото техния инерционен момент е различна от нула.
защото Където диелектричната податливостта на средата, проекцията на вектора на поляризация в посока на полето на вектора на електрически. , Поради високата честота на светлинните вълни поляризация на средата се определя само чрез изместване на електрони (електрон поляризация). Следователно, за хомогенна среда, където броя на атомите на единица обем, индуцираната диполен момент на атома. В първо приближение, можем да предположим, че стойността на отместването се определя само от външните най-слабо свързани електрони с атомното ядро. Тези електрони се наричат оптични електрони. Където изместване на електрона от електрическо поле на светлината вълна. , защото Когато цикличен честотата на светлинна вълна; цикличен честота на свободните незатихващи трептения. , Ако материалите имат различни такси, извършили принудени трептения с различни естествени честоти, при които теглото на заплащане.
по този начин с увеличаване на монотонно от до от до. Когато стойността прекъсване варира с до т.н. Неограничен увеличение на физически безсмислено и непрактично. Този резултат е, защото изходът не се взема предвид загубите на енергия в резултат на вторична излъчването на електромагнитни вълни, излизащи сблъсъци между атомите и други причини. Приблизително тези загуби могат да се отчитат чрез въвеждане на затихване фактор :.
Quantum теория води до дисперсия на същото вещество зависимост абсолютен индексът на пречупване на светлината честота, и че класическата.