Det som kallas spridning av ljus

Detta fenomen upptäcktes 1672 av Isaac Newton. Tills dess kunde folk inte förklara varför färgerna är ordnade i en viss ordning vid brytning. Spridningen av ljus på en gång hjälpte till att bevisa dess vågnatur, men för att förstå problemet bättre måste du förstå alla aspekter.

Enligt detta schema kan man lätt förstå essensen av ljusets spridning.

Definition

Fenomenet med ljusspridning (eller sönderdelning) beror på att brytningsindexet direkt beror på våglängden. Newton var den första som upptäckte spridning, men det mesta av den teoretiska basen utvecklades av forskare under en senare period.

Tack vare spridningen var det möjligt att bevisa att vitt ljus består av många komponenter. Enkelt uttryckt sönderdelas en färglös solstråle, när den passerar genom genomskinliga ämnen (kristall, vatten, glas, etc.), till regnbågens färger som den består av.

På grund av det stora antalet facetter i diamanter skimrar de med många nyanser.

Som ett resultat av att ljus kommer in från ett ämne till ett annat ändrar det rörelseriktningen, vilket kallas refraktion.Vit färg innehåller hela utbudet av färger, men det märks inte förrän det utsätts för spridning. Var och en av de sammansatta färgerna har olika våglängder, så brytningsvinkeln är annorlunda.

Förresten! Våglängden för var och en av färgerna i spektrumet är konstant, därför, när de passerar genom ett genomskinligt ämne, ställer nyanserna alltid upp i samma ordning.

Newtons upptäcktshistoria och slutsatser

Historien berättar att vetenskapsmannen först märkte att kanterna på bilden i linsen är färgade under den period då han förbättrade designen av teleskop. Detta intresserade honom mycket och han satte sig för att avslöja karaktären av utseendet på färgade band.

Vid den tiden var det en pestepidemi i Storbritannien, så Newton bestämde sig för att åka till sin by Woolsthorpe för att begränsa sin umgängeskrets. Och att samtidigt genomföra experiment för att ta reda på var olika nyanser kommer ifrån. För att göra detta fångade han flera glasprismor.

Något liknande detta var Newtons experiment, som gjorde det möjligt att förklara fenomenet ljusspridning.

Under forskningsperioden genomförde han många experiment, av vilka några fortfarande utförs oförändrade. Den huvudsakliga såg ut så här: vetenskapsmannen gjorde ett litet hål i luckan i ett mörkt rum och placerade ett glasprisma i ljusstrålens väg. Som ett resultat erhölls en reflektion i form av färgade ränder på den motsatta väggen.

Detta experiment kan upprepas på egen hand.

Newton pekade ut rött, orange, gult, grönt, cyan, indigo och violett från reflektionen. Det vill säga spektrumet i sitt klassiska koncept. Men om du tittar mer i detalj och lyfter fram utbudet av modern utrustning får du tre huvudzoner: röd, gulgrön och blåviolett.Resten upptar små områden mellan dem.

Så här ser nedbrytningen av vitt ljus till ett spektrum ut.

Var finns

Dispersion kan ses mycket oftare än det verkar vid första anblicken. Du behöver bara vara uppmärksam:

1. Regnbåge är det mest kända exemplet på spridning. Ljus bryts i vattendroppar, vilket resulterar i en regnbåge, som experter kallar primär. Men ibland bryts ljuset två gånger och ett sällsynt naturfenomen dyker upp - en dubbel regnbåge. I det här fallet är inuti bågen ljusare och med standardordningen av färger, och på utsidan är den suddig och nyanserna går i omvänd ordning.
2. solnedgångar, som kan vara röd, orange eller till och med flerfärgad. I det här fallet är det föremål som bryter strålarna jordens atmosfär. På grund av att luft består av en viss blandning av gaser är effekten annorlunda och kan vara olika.
3. Om man tittar noga på botten av ett akvarium eller en stor vattenmassa med klart transparent vatten kan du tydligt urskilja iriserande höjdpunkter. Detta beror på att solområdet, på grund av diffusion, sönderdelas i hela färgspektrat.
4. Ädelsten med smycken skär också skimrar. Om du försiktigt roterar dem kan du se hur varje ansikte ger olika nyans. Detta fenomen är märkbart på diamanter, kristaller, cubic zirkoner och även på glas med bra skärkvalitet.
5. glasprismor och alla andra transparenta element, när ljus passerar genom dem, ger också en effekt. Speciellt om det är skillnad i belysning.

Upploppet av färger vid solnedgången är ett av de mest kända exemplen på ljusbrytning.

För att visa barn fenomenet dispersion kan vanliga såpbubblor användas.Tvållösningen måste hällas i en behållare, och sedan bör varje ram gjord av tråd av lämplig storlek sänkas. Efter extraktion kan iriserande bräddavlopp observeras.

Nedbrytningen av ljus till ett spektrum är lätt att göra med hjälp av en smartphone ficklampa. I det här fallet behöver du ett glasprisma och ett ark vitt papper. Prismat måste placeras på ett bord i ett mörkt rum, å ena sidan rikta en ljusstråle mot det, och å andra sidan, lägg ett papper, det kommer att finnas färgade ränder på det. En sådan enkel upplevelse är mycket populär bland barn.

Hur ögat skiljer färger

Människans syn är ett mycket komplext system som kan särskilja en del av det elektromagnetiska spektrumet. Det mänskliga ögat särskiljer våglängder från 390 till 700 nm. Elektromagnetisk strålning i det synliga området kallas för synligt ljus eller helt enkelt ljus.

Bilden visar hur liten del av det elektromagnetiska spektrumet som är kapabel att uppfatta människans syn.

Färger kännetecknas av stav- och konceller i näthinnan. Den första typen har hög känslighet, men kan endast urskilja ljusintensitet. Den andra skiljer färger bra, men fungerar bäst i starkt ljus.

Samtidigt delas konceller in i tre typer, beroende på vilka vågor de är känsligare för - kort, medel eller lång. På grund av kombinationen av signaler som kommer från alla typer av koner, kan synen särskilja utbudet av färger som är tillgängliga för den.

Varje typ av cell i ögat kan inte uppfatta en enda färg, utan olika nyanser i ett brett spektrum av våglängder. Därför låter vision dig lyfta fram de minsta detaljerna och se all mångfald i omvärlden.

Spridningen av ljus vid en gång visade att vitt är en kombination av spektrumet.Men du kan se det först efter att det reflekterats genom vissa ytor och material.

Videohandledning: Ljusspridning