Co se běžně označuje jako rozptyl světla

Tento jev objevil v roce 1672 Isaac Newton. Do té doby lidé nedokázali vysvětlit, proč jsou barvy při lomu v určitém pořadí. Disperze světla pomohla prokázat vlnovou povahu světla, ale pro lepší pochopení této otázky je třeba porozumět všem aspektům.

Tento diagram usnadňuje pochopení rozptylu světla.

Definice

Jev disperze (neboli rozptylu) světla je způsoben tím, že index lomu přímo souvisí s vlnovou délkou. Disperzi poprvé objevil Newton, ale většinu teoretických základů vypracovali vědci později.

Díky disperzi se podařilo prokázat, že bílé světlo se skládá z mnoha složek. Zjednodušeně lze vysvětlit, že bezbarvý sluneční paprsek se při průchodu průhlednou látkou (krystalem, vodou, sklem atd.) rozkládá na barvy duhy, z nichž se skládá.

Mnoho faset v diamantech se mění v množství barev.

Při přechodu světla z jedné látky do druhé se mění jeho směr, což se nazývá lom. Bílá barva obsahuje celou škálu barev, které však nejsou patrné, dokud se nerozptýlí. Každá ze složených barev má jinou vlnovou délku, takže úhel lomu je jiný.

Mimochodem! Vlnová délka jednotlivých barev spektra je konstantní, takže při průchodu průhlednou látkou se odstíny vždy seřadí ve stejném pořadí.

Historie Newtonových objevů a závěrů

Historie nám říká, že vědec si poprvé všiml, že okraje obrazu v objektivu jsou barevné, v době, kdy se zabýval zdokonalováním konstrukce dalekohledů. Velmi ho to zaujalo a rozhodl se zjistit podstatu vzhledu barevných pruhů.

V Británii v té době řádila morová epidemie, a tak se Newton rozhodl odejít do ústraní do své vesnice Woolsthorpe, aby omezil svůj společenský okruh. A zároveň provádět experimenty, abyste zjistili, odkud se berou různé odstíny. Za tímto účelem popadl několik skleněných hranolů.

Přibližně tak vypadal Newtonův experiment, který vysvětloval jev rozptylu světla.

Během svého výzkumu provedl mnoho experimentů, z nichž některé se v nezměněné podobě provádějí dodnes. Hlavní z nich byl následující: Vědec udělal malý otvor v okenici tmavé místnosti a do cesty světelnému paprsku umístil skleněný hranol. Výsledkem byl odraz v podobě barevných pruhů na protější stěně.

Tento experiment můžete sami zopakovat.

Newton z odrazu získal červenou, oranžovou, žlutou, zelenou, modrou, modrou a fialovou barvu. Tedy spektrum v jeho klasickém smyslu. Pokud se však na spektrum podíváte blíže a izolujete ho pomocí moderního vybavení, získáte tři hlavní zóny: červenou, žlutozelenou a modrofialovou. Ostatní zabírají bezvýznamné oblasti mezi nimi.

Takto vypadá rozklad bílého světla na spektrum.

Kde se vyskytuje

Rozptyl se projevuje mnohem častěji, než se na první pohled zdá. Stačí dávat pozor:

1. Rainbow - je nejznámějším příkladem rozptylu. Světlo se láme na vodních kapkách a vzniká duha, kterou odborníci nazývají primární duha. Někdy se však světlo láme dvakrát a vzniká vzácný přírodní úkaz - dvojitá duha. V takovém případě je oblouk uvnitř jasnější a se standardním pořadím barev a na vnější straně je rozmazaný a odstíny jsou obrácené.
2. Západy sluncekteré mohou být červené, oranžové nebo dokonce vícebarevné. V tomto případě je objektem, který paprsky láme, zemská atmosféra. Protože je vzduch tvořen určitou směsí plynů, je účinek odlišný a může se lišit.
3. Pokud se pozorně podíváte na na dně akvária nebo velké vodní nádrže. s průzračně čistou vodou můžete jasně vidět duhové odlesky. To je způsobeno tím, že sluneční spektrum se šíří do celého barevného spektra difuzí.
4. Drahé kameny se třpytí také diamanty s drahokamovým brusem. Pokud je budete jemně otáčet, všimnete si, že každá fazeta má jiný odstín. Tento jev lze pozorovat u diamantů, křišťálu, kubických zirkonů a dokonce i u kvalitně broušeného skla.
5. Skleněné hranoly a všechny ostatní průhledné prvky budou také vytvářet efekt, když jimi projde světlo. Zejména pokud je rozdíl ve světle.

Barevná změť při západu slunce je jedním z nejznámějších příkladů lomu světla.

K tomu, abyste dětem ukázali jev disperze, můžete použít obyčejné mýdlové bubliny. Nalijte mýdlový roztok do nádoby a poté do ní vhoďte drátěný rámeček vhodné velikosti. Po odstranění lze pozorovat duhové přetečení.

Spektrální rozklad světla lze snadno provést také pomocí baterky chytrého telefonu. V tomto případě je zapotřebí skleněný hranol a list bílého papíru. Hranol by měl být umístěn na stole v tmavé místnosti, na jednu stranu by měl dopadat paprsek světla a na druhou stranu by měl být položen papír s barevnými pruhy. Děti tento jednoduchý zážitek milují.

Jak oko pozná barvy

Lidský zrak je velmi složitý systém, který je schopen rozeznávat části elektromagnetického spektra. Lidské oko rozeznává vlnové délky mezi 390 a 700 nm. Elektromagnetické záření ve viditelném oboru se nazývá viditelné světlo nebo jednoduše světlo.

Obrázek ukazuje, jak malou část elektromagnetického spektra dokáže lidské oko vnímat.

Barvy se rozlišují díky tyčinkovým buňkám a buňkám bulbů v sítnici. První typ je velmi citlivý, ale dokáže rozlišit pouze intenzitu světla. Druhý z nich dobře rozlišuje barvy, ale nejlépe funguje při jasném světle.

Čípkové buňky jsou tří typů podle toho, zda jsou citlivější na krátké, střední nebo dlouhé vlnové délky. Díky kombinaci signálů ze všech typů čípkových buněk je oko schopno rozlišit dostupnou škálu barev.

Každý typ buněk v oku není schopen vnímat jen jednu barvu, ale různé odstíny v široké škále vlnových délek. Proto nám zrak umožňuje rozlišovat i ty nejmenší detaily a vidět rozmanitost světa kolem nás.

Rozptyl světla kdysi ukázal, že bílá barva je kombinací spektra. Ten je však vidět až po odrazu od určitých povrchů a materiálů.

Video lekce: Rozptyl světla