У 1665 р. видатний англійський вчений Ісаак Ньютон (1643-1727), провів серію цікавих дослідів. Для отримання вузького пучка сонячного світла Ньютон зробив у віконниці невеликий круглий отвір.
Проходячи крізь призму, пучок білого світла заломлюється, і на екрані утворюється веселкова смужка – спектр.
У спектрі виділяють сім кольорів: червоний, оранжевий, жовтий, зелений, блакитний, синій, фіолетовий (Чапля Осінь Жде Завзято Буде Сани Фарбувати)
Проблемне питання
• Чи можливо із семи кольорів спектру знову утворити білий колір?
• А може це призма «фарбує» білий пучок світла?
Ньютон виділив із широкого різнокольорового пучка променів вузькі одноколірні (монохроматичні) пучки світла і знову спрямовував їх на призму. Такі пучки відхилялися призмою, але вже не розкладались у спектр. При цьому найбільше відхилявся фіолетовий пучок світла, а найменше – червоний.
Результати цих дослідів дозволили Ньютону дійти таких висновків:
1) призма не «фарбує» біле світло, а розкладає його у спектр;
2) пучок білого світла складається з багатьох різнокольорових пучків;
3) показник заломлення середовища для променів різного кольору є різним.
2. Дисперсія світла
Проблемне питання
• Чому пучки різних кольорів по-різному відхиляються призмою?
Згідно з хвильовою теорією світла колір світла визначається частотою електромагнітної хвилі, якою є світло. Найменшу частоту має червоне світло, найбільшу – фіолетове.
Аналізуючи досліди Ньютона та спираючись на хвильову теорію світла, доходимо висновку: показник заломлення світла залежить від частоти світлової хвилі.
Дисперсія світла – це явище розкладання світла у спектр, зумовлене залежністю показника заломлення середовища від частоти світлової хвилі.
При переході з одного середовища в інше швидкість v поширення світла змінюється, але частота світлової хвилі, а отже, і колір світла залишаються незмінними. Тому згідно з формулою хвилі v=λν змінюється довжина світлової хвилі.
При переході в середовище з більшою оптичною густиною довжина хвилі, як і її швидкість, зменшується:
n21=v1v2=12
3. Спектроскоп
Спектр випромінювання речовини – це сукупність частот світлових хвиль, які містяться у випромінюванні цієї речовини.
Спектральний аналіз – метод визначення хімічного складу речовини за її спектром.
Спектральний склад світла вивчають за допомогою спектральних апаратів. Зазвичай спектральний апарат складається із трьох основних частин: коліматора, призми, лінзи.
Коліматор являє собою вузьку трубку, на одному кінці якої розташована ширма зі щілиною; щілина перебуває у фокальній площині збиральної лінзи 1. Вузький паралельний пучок світла від коліматора спрямовується на призму. Оскільки кожній частоті світла (кожному кольору) відповідає власний показник заломлення, після заломлення з призми виходять монохроматичні паралельні пучки, кожний з яких відхиляється на власний кут. Ці пучки потрапляють на іншу збиральну лінзу 2 і фокусуються на її фокальній площині.
Якщо у фокальній площині лінзи 2 розташовано фотопластину, екран тощо, такий прилад називають спектрографом.
Якщо замість лінзи 2 та екрана використовують зорову трубу, маємо справу зі спектроскопом.
4. Різнокольоровий світ
Проблемне питання
• Чому світ різнокольоровий?
Колір того чи іншого тіла, яке ми спостерігаємо, визначається частотою хвиль, що потрапляють в око після взаємодії світла з матеріалом, із якого складається тіло, а саме після часткового поглинання і розсіювання світла.
Розсіювання світла – це явище перетворення світла матеріальним середовищем, яке супроводжується зміною напрямку поширення світла і виявляється як невласне світіння середовища.
Поглинання світла – зменшення інтенсивності світла, яке проходить через матеріальне середовище.
Колір тіла визначається його властивістю відбивати (розсіювати) світлові хвилі тієї чи іншої частоти (довжини).
Яблуко має червоний колір, тому що воно відбиває хвилі переважно червоного кольору і поглинає хвилі всіх інших кольорів.
Листя дерев має зелений колір, тому що воно відбиває хвилі переважно зеленого кольору і поглинає хвилі всіх інших кольорів.
Якщо голуб освітлюється білим світлом і відбиває всі падаючі світлові хвилі, то голуб здаватиметься нам білим.
Чорний кіт, навпаки, взагалі не відбиває світлових хвиль, а повністю їх поглинає.
Проблемне питання
Немає коментарів:
Дописати коментар