Tai, kas paprastai vadinama šviesos sklaida

Šį reiškinį 1672 m. atrado Izaokas Niutonas. Iki tol žmonės negalėjo paaiškinti, kodėl lūžtant spalvoms jos susidaro tam tikra tvarka. Šviesos dispersija padėjo įrodyti banginę šviesos prigimtį, tačiau norint geriau suprasti šį klausimą, reikia suprasti visus aspektus.

Ši diagrama padeda lengviau suprasti šviesos sklaidą.

Apibrėžimas

Šviesos sklaidos (arba dispersijos) reiškinį lemia tai, kad šviesos lūžio rodiklis yra tiesiogiai susijęs su bangos ilgiu. Pirmasis dispersiją atrado Niutonas, tačiau daugelį teorinių pagrindų mokslininkai sukūrė vėliau.

Dispersijos dėka pavyko įrodyti, kad baltą šviesą sudaro daug komponentų. Paprastais žodžiais tariant, bespalvis saulės šviesos spindulys, praeidamas pro skaidrias medžiagas (kristalą, vandenį, stiklą ir t. t.), suskyla į vaivorykštės spalvas, iš kurių jis sudarytas.

Dėl didelio deimantų briaunų skaičiaus jie spindi įvairiomis spalvomis.

Kai šviesa pereina iš vienos medžiagos į kitą, ji keičia kryptį - tai vadinama lūžiu. Baltoje spalvoje yra visa spalvų gama, tačiau ji nepastebima, kol nėra išsklaidoma. Kiekviena sudėtinė spalva turi skirtingą bangos ilgį, todėl lūžio kampas yra skirtingas.

Beje! Kiekvienos spektro spalvos bangos ilgis yra pastovus, todėl per skaidrią medžiagą pereinantys atspalviai visada išsidėsto ta pačia tvarka.

Niutono atradimo istorija ir išvados

Istorija pasakoja, kad mokslininkas pirmą kartą pastebėjo, jog lęšio vaizdo kraštai yra spalvoti, kai tobulino teleskopų konstrukciją. Tai jį labai sudomino ir jis ėmėsi aiškintis spalvotų juostų atsiradimo prigimtį.

Tuo metu Didžiojoje Britanijoje siautė maro epidemija, todėl Niutonas nusprendė pasitraukti į savo kaimą Woolsthorpe, kad apribotų savo bendravimo ratą. Ir kartu atlikti eksperimentus, kad išsiaiškintumėte, iš kur atsiranda skirtingi atspalviai. Tam jis paėmė keletą stiklinių prizmių.

Maždaug taip atrodė Niutono eksperimentas, kuriuo buvo siekiama paaiškinti šviesos sklaidos reiškinį.

Atlikdamas tyrimus, jis atliko daugybę eksperimentų, kai kurie iš jų nepakitusia forma atliekami iki šių dienų. Pagrindinis iš jų buvo toks: mokslininkas tamsiame kambaryje padarydavo nedidelę skylutę užuolaidėlėje ir šviesos spindulio kelyje pastatydavo stiklo prizmę. Rezultatas - spalvotų juostų atspindys ant priešingos sienos.

Šį eksperimentą galite pakartoti patys.

Niutonas iš atspindžio išskyrė raudoną, oranžinę, geltoną, žalią, mėlyną, mėlyną ir violetinę spalvas. Tai yra, spektras klasikine prasme. Tačiau, jei atidžiau pažvelgsite į spektrą ir išskirsite jį šiuolaikine įranga, pamatysite tris pagrindines zonas: raudoną, geltonai žalią ir mėlynai violetinę. Kiti užima nereikšmingus plotus tarp jų.

Taip atrodo baltos šviesos skaidymas į spektrą.

Kur jis pasireiškia

Dispersiją galima pastebėti daug dažniau, nei atrodo iš pirmo žvilgsnio. Tereikia atkreipti dėmesį:

1. Vaivorykštė - yra geriausiai žinomas dispersijos pavyzdys. Šviesa lūžta nuo vandens lašelių, todėl susidaro vaivorykštė, kurią specialistai vadina pirmine vaivorykšte. Tačiau kartais šviesa lūžta du kartus ir atsiranda retas gamtos reiškinys - dviguba vaivorykštė. Tokiu atveju lankas viduje yra ryškesnis ir su standartine spalvų tvarka, o išorėje - neryškus ir atspalviai apversti.
2. Saulėlydžiaikurie gali būti raudoni, oranžiniai ar net įvairiaspalviai. Šiuo atveju spindulius laužiantis objektas yra Žemės atmosfera. Kadangi oras sudarytas iš tam tikro dujų mišinio, poveikis yra skirtingas ir gali būti skirtingas.
3. Jei atidžiai pažvelgsite į akvariumo ar didelio vandens telkinio dugne. skaidriame skaidriame vandenyje aiškiai matomi vaivorykštiniai atspindžiai. Taip yra dėl to, kad Saulės spektras difuzijos būdu pasklinda po visą spalvų spektrą.
4. Brangakmeniai su brangakmeniais šlifuotais deimantais taip pat spindi. Jei švelniai juos pasuksite, pastebėsite, kad kiekviena briauna suteikia skirtingą atspalvį. Šį reiškinį galima pastebėti deimantuose, krištoluose, kubiniame cirkonyje ir net gerai šlifuotame stikle.
5. Stiklo prizmės ir bet kokie kiti skaidrūs elementai taip pat sukurs efektą, kai pro juos sklis šviesa. Ypač jei skiriasi šviesa.

Vienas iš geriausiai žinomų šviesos lūžio pavyzdžių - saulėlydžio spalvų šėlsmas.

Norint parodyti vaikams dispersijos reiškinį, galima naudoti paprastus muilo burbulus. Supilkite muilo tirpalą į indą ir įmeskite bet kokio tinkamo dydžio vielinį rėmelį. Pašalinus galima stebėti vaivorykštinius perteklius.

Spektrinį šviesos skaidymą taip pat lengva atlikti naudojant išmaniojo telefono žibintuvėlį. Šiuo atveju reikia stiklinės prizmės ir balto popieriaus lapo. Tamsiame kambaryje prizmę reikia padėti ant stalo, iš vienos pusės nukreipti šviesos spindulį, iš kitos - popieriaus lapą su spalvotomis juostelėmis. Vaikams patinka ši paprasta patirtis.

Kaip akis pažįsta spalvas

Žmogaus regėjimas yra labai sudėtinga sistema, gebanti atskirti elektromagnetinio spektro dalis. Žmogaus akis atpažįsta 390-700 nm bangos ilgio bangas. Elektromagnetinė spinduliuotė matomame diapazone vadinama matoma šviesa arba tiesiog šviesa.

Paveikslėlyje parodyta, kokią mažą elektromagnetinio spektro dalį gali suvokti žmogaus akis.

Spalvas diferencijuoja tinklainės lazdelinės ir svogūninės ląstelės. Pirmasis tipas yra labai jautrus, bet gali atskirti tik šviesos intensyvumą. Antrasis gerai atskiria spalvas, tačiau geriausiai veikia esant ryškiam apšvietimui.

Čiurkšlių ląstelės yra trijų tipų, priklausomai nuo to, ar jos jautresnės trumpoms, vidutinėms, ar ilgoms bangoms. Derindama visų tipų kūginių ląstelių signalus, akis geba atskirti turimą spalvų gamą.

Kiekvienas akies ląstelių tipas gali suvokti ne vieną spalvą, o skirtingus atspalvius įvairiais bangų ilgiais. Štai kodėl regėjimas leidžia atskirti smulkiausias detales ir pamatyti mus supančio pasaulio įvairovę.

Šviesos sklaida kadaise parodė, kad balta spalva yra spektro derinys. Tačiau tai galima pastebėti tik atspindėjus jį per tam tikrus paviršius ir medžiagas.

Vaizdo pamoka: Šviesos sklaida