Дисперсия света. Виды спектров

1.

Подготовила Щеканова Е.В. 11 класс

2.

Одним из результатов взаимодействия
света с веществом является его дисперсия.
Дисперсией света
называется зависимость показателя
преломления n вещества от частоты ν
(длины волн λ) света или зависимость
фазовой скорости световых волн от их
частоты.
Дисперсия света представляется в
виде зависимости:
или

3.

Следствием дисперсии является разложение
в спектр пучка белого света при
прохождении его через призму . Первые
экспериментальные наблюдения дисперсии
света проводил в 1672 г. И. Ньютон. Он
объяснил это явление различием масс
корпускул.
Сущностью явления дисперсии является различие фазовых скоростей
распространения лучей света c различной длиной волны в
прозрачном веществе — оптической среде (тогда как в вакууме
скорость света всегда одинакова, независимо от длины волны и
следовательно цвета). Обычно, чем меньше длина световой волны,
тем больше показатель преломления среды для неё и тем меньше
фазовая скорость волны в среде:
-у света красного цвета фазовая скорость распространения в среде
максимальна, а степень преломления — минимальна,
-у света фиолетового цвета фазовая скорость распространения в среде
минимальна, а степень преломления — максимальна.

4.

ВИДЫ СПЕКТРОВ
Непрерывные (или сплошные) спектры, как
показывает опыт, дают тела, находящиеся в
Непрерывные спектры
твердом или жидком состоянии, а также
Солнечный спектр или спектр дугового
сильно сжатые газы. Для получения
фонаря является непрерывным. Это
непрерывного спектра нужно нагреть тело
означает, что в спектре представлены волны до высокой температуры.
всех длин. В спектре нет разрывов, и на
Характер непрерывного спектра и сам факт
экране спектрографа можно видеть
его существования определяются не только
сплошную разноцветную полосу
свойствами отдельных излучающих атомов,
но и в сильной степени зависят от
взаимодействия атомов друг с другом.
Непрерывный спектр дает также
высокотемпературная плазма.
Электромагнитные волны излучаются
плазмой в основном при столкновении
электронов с ионами.
Спектры испускания: 1 - сплошной; 2
- натрия; 3 - водорода; 4 - гелия.
Спектры поглощения: 5 - солнечный;
6 - натрия; 7 - водорода; 8 - гелия

5.

Линейчатые спектры
Наличие линейчатого спектра означает, что
вещество излучает свет только вполне
определенных длин волн (точнее, в определенных
очень узких спектральных интервалах). На рисунке
48 вы видите примерное распределение
спектральной плотности интенсивности излучения
в линейчатом спектре. Каждая линия имеет
конечную ширину.
Линейчатые спектры дают все вещества в
газообразном атомарном (но не
молекулярном) состоянии. В этом случае
свет излучают атомы, которые практически
не взаимодействуют друг с другом. Это
самый фундаментальный, основной тип
спектров.
Обычно для наблюдения линейчатых
спектров используют свечение паров
вещества в пламени или свечение газового
разряда в трубке, наполненной
исследуемым газом.

6.

Полосатые спектры
Полосатый спектр состоит из отдельных
полос, разделенных темными
промежутками. С помощью очень
хорошего спектрального аппарата можно
обнаружить, что каждая полоса
представляет собой совокупность
большого числа очень тесно
расположенных линий. В отличие от
линейчатых спектров полосатые спектры
создаются не атомами, а молекулами, не
связанными или слабо связанными друг с
другом.
Для наблюдения молекулярных спектров
так же, как и для наблюдения линейчатых
спектров, обычно используют свечение
паров в пламени или свечение газового
разряда.

7.

Спектры поглощения
Все вещества, атомы которых
находятся в возбужденном
состоянии, излучают световые
волны, энергия которых
определенным образом
распределена по длинам волн.
Поглощение света веществом
также зависит от длины волны. Так,
красное стекло пропускает волны,
соответствующие красному свету и
поглощает все остальные.
Если пропускать белый свет сквозь холодный,
неизлучающий газ, то на фоне непрерывного
спектра источника появляются темные линии .Газ
поглощает наиболее интенсивно свет как раз тех
длин волн, которые он испускает в сильно
нагретом состоянии. Темные линии на фоне
непрерывного спектра — это линии поглощения,
образующие в совокупности спектр поглощения.

8.

ДИСПЕРСИЯ СВЕТА В ПРИРОДЕ И ИСКУССТВЕ
-Красный закат — один из результатов разложения
света в атмосфере Земли. Причиной этого явления
является зависимость показателя преломления газов,
составляющих земную атмосферу, от длины волны
света.
-Благодаря дисперсии света, можно
наблюдать цветную «игру света» на
гранях бриллианта и других прозрачных
гранёных предметах или материалах.
-В той или иной степени радужные эффекты
обнаруживаются достаточно часто при прохождении
света через почти любые прозрачные предметы. В
искусстве они могут специально усиливаться и/или
подчеркиваться.