Vad kallas vanligen ljusspridning?

Detta fenomen upptäcktes 1672 av Isaac Newton. Fram till dess kunde man inte förklara varför färgerna är i en viss ordning när de bryts. Ljusets spridning bidrog till att bevisa ljusets vågnatur, men för att förstå frågan bättre måste man förstå alla aspekter.

Detta diagram gör det lätt att förstå ljusets spridning.

Definition

Fenomenet ljusspridning (eller dispersion) orsakas av det faktum att brytningsindexet är direkt relaterat till våglängden. Dispersionen upptäcktes först av Newton, men en stor del av den teoretiska grunden utvecklades av forskare senare.

Tack vare dispersionen kunde man bevisa att vitt ljus består av många komponenter. En enkel förklaring: En färglös solstråle passerar genom ett genomskinligt ämne (kristall, vatten, glas osv.) och delas upp i de regnbågsfärger som den består av.

Det stora antalet facetter i diamanter gör att de skimrar i en mängd olika färger.

När ljuset passerar från ett ämne till ett annat ändrar det riktning, vilket kallas för refraktion. Vitt innehåller en hel rad färger, men detta är omärkligt förrän det utsätts för dispersion. Var och en av de sammansatta färgerna har en annan våglängd, så brytningsvinkeln är olika.

Förresten! Våglängden för varje färg i spektrumet är konstant, vilket innebär att färgerna alltid ligger i samma ordning när de passerar genom ett genomskinligt ämne.

Historien om Newtons upptäckter och slutsatser

Historien berättar att vetenskapsmannen först märkte att bildkanterna i linsen är färgade när han arbetade med att förbättra utformningen av teleskop. Det intresserade honom mycket och han började ta reda på hur de färgade ränderna ser ut.

Vid den tiden rådde en pestepidemi i Storbritannien, så Newton beslöt sig för att dra sig tillbaka till sin by Woolsthorpe för att begränsa sin umgängeskrets. Och samtidigt utföra experiment för att ta reda på varifrån de olika nyanserna kommer. För att göra det tog han några glasprismor.

Detta är ungefär hur Newtons experiment såg ut för att förklara fenomenet ljusspridning.

Under sin forskning genomförde han många experiment, varav vissa fortfarande genomförs i oförändrad form. Den viktigaste var följande: forskaren gjorde ett litet hål i luckan i ett mörkt rum och placerade ett glasprisma i ljusstrålens väg. Resultatet blev en reflektion i form av färgade ränder på den motsatta väggen.

Detta experiment kan du upprepa själv.

Newton utvann rött, orange, gult, grönt, blått, blått och violett ur reflektionen. Det vill säga spektrumet i dess klassiska bemärkelse. Men om man tittar närmare och isolerar spektrumet med modern utrustning får man fram tre huvudzoner: rött, gulgrönt och blåviolett. De andra upptar de obetydliga områdena däremellan.

Så här ser det ut när vitt ljus delas upp i ett spektrum.

Var den förekommer

Spridning kan ses mycket oftare än vad det först verkar. Du måste bara vara uppmärksam:

1. Regnbåge - är det mest kända exemplet på spridning. Ljuset bryts av vattendropparna, vilket resulterar i en regnbåge, som experterna kallar en primär regnbåge. Men ibland bryts ljuset två gånger och ett sällsynt naturfenomen uppstår - en dubbel regnbåge. I det fallet är bågens insida ljusare och har en standardordning av färger, medan utsidan är suddig och färgerna går i omvänd ordning.
2. Solnedgångarsom kan vara röda, orange eller till och med flerfärgade. I det här fallet är det objekt som bryter strålarna jordens atmosfär. Eftersom luft består av en särskild blandning av gaser är effekten annorlunda och kan vara annorlunda.
3. Om du tittar noga på på botten av ett akvarium eller en stor vattenmassa I klart klart klart vatten kan du tydligt se den iriserande glansen. Detta beror på att solens spektrum sprids ut i hela färgspektrumet genom spridning.
4. Ädelstenar med diamanter med juvelskärning skimrar också. Om du vrider dem försiktigt kommer du att märka hur varje facett ger en annan nyans. Detta fenomen kan ses i diamanter, kristall, cubic zirconia och till och med glas med god slipkvalitet.
5. Glasprismor och andra transparenta element ger också en effekt när ljuset passerar genom dem. Särskilt om det finns en skillnad i ljuset.

Färgkraften i solnedgången är ett av de mest kända exemplen på ljusbrytning.

För att visa barnen fenomenet spridning kan vanliga tvålbubblor användas. Häll tvållösningen i en behållare och lägg sedan i en trådram av lämplig storlek. När den avlägsnas kan man se iriserande överlopp.

Spektral ljusdekomposition är också lätt att göra med en ficklampa för smarttelefoner. I det här fallet behövs ett glasprisma och ett ark vitt papper. Prismat placeras på ett bord i ett mörkt rum med en ljusstråle på ena sidan och ett papper med färgade ränder på den andra sidan. Barn älskar denna enkla upplevelse.

Hur ögat känner igen färger

Människans syn är ett mycket komplext system som kan urskilja delar av det elektromagnetiska spektrumet. Det mänskliga ögat känner igen våglängder mellan 390 och 700 nm. Elektromagnetisk strålning i det synliga området kallas synligt ljus eller helt enkelt ljus.

Bilden visar hur liten del av det elektromagnetiska spektrumet som kan uppfattas av det mänskliga ögat.

Färgerna differentieras tack vare stavceller och bulbceller i näthinnan. Den första typen är mycket känslig, men kan bara skilja på ljusets intensitet. Den andra skiljer färgerna väl åt, men fungerar bäst i starkt ljus.

Kottcellerna är av tre olika typer, beroende på om de är känsligare för korta, medellånga eller långa våglängder. Genom att kombinera signalerna från alla typer av kottceller kan ögat urskilja alla tillgängliga färgskalor.

Varje celltyp i ögat kan inte uppfatta en enda färg, utan olika nyanser i ett brett spektrum av våglängder. Det är därför som synen kan urskilja de minsta detaljerna och se mångfalden i världen omkring oss.

Ljusets spridning visade en gång att vitt är en kombination av spektrumet. Men detta kan bara ses efter att den reflekterats genom vissa ytor och material.

Videolektion: Ljusets spridning