Дисперсія, дифракція, інтерференція світла в чому полягає, де зустрічається в побуті (природі,

Дифракція і дисперсія - такі красиві і схожі слова, які звучать як музика для вух фізика! Як всі вже здогадалися, сьогодні ми говоримо вже не про геометричній оптиці, а про явища, обумовлених саме хвильової природою світла.

дисперсія світла

Отже, в чому полягає явище дисперсії світла? У минулій статті ми розглянули закон заломлення світла. Тоді ми не замислювалися, а точніше - не згадували про те, що світло (електромагнітна хвиля) має певну довжину. Давайте згадаємо:

Світло - електромагнітна хвиля. Видиме світло - це хвилі, що мають довжину в інтервалі від 380 до 770 нанометрів.

Так ось, ще старина Ньютон помітив, що показник заломлення залежить від довжини хвилі. Іншими словами, червоне світло, падаючи на поверхню і заломлюючись, відхилиться на інший кут, ніж жовтий, зелений і так далі. Ця залежність і називається дисперсією.

Радуга - результат дисперсії

Пропускаючи білий світ через призму, можна отримати спектр, що складається з усіх кольорів веселки. Це явище безпосередньо пояснюється дисперсією світла. Раз показник заломлення залежить від довжини хвилі, значить, він залежить і від частоти. Відповідно, швидкість світла для різних довжин хвиль в речовині також буде різна

Дисперсія світла - залежність швидкості світла в речовині від частоти.

Де застосовується дисперсія світла? Так всюди! Це не тільки красиве слово, але і красиве явище. Дисперсія світла в побуті, природі, техніці та мистецтві. Ось, наприклад, дисперсія красується на обкладинці альбому групи Pink Floyd.

Дисперсія і Пінк Флойд

дифракція світла

Перед дифракцией потрібно сказати про її «подругу» - інтерференцію. Адже інтерференція і дифракція світла - це явища, які спостерігаються одночасно.

Інтерференція світла - це коли дві когерентні світлові хвилі при накладенні підсилюють один одного або навпаки послаблюють.

Хвилі є когерентними. якщо різниця їх фаз постійна в часі, а при додаванні виходить хвиля тієї ж частоти. Буде результуюча хвиля посилена (інтерференційний максимум) або навпаки ослаблена (інтерференційний мінімум) - залежить від різниці фаз коливань. Максимуми і мінімуми при інтерференції чергуються, утворюючи інтерференційну картину.

Дифракція світла - ще одне прояви хвильових властивостей. Здавалося б, промінь світла завжди повинен поширюватися по прямій. Але немає! Зустрічаючи перешкоду, світло відхиляється від первинного напряму як би огинаючи перешкоду. Які умови необхідні для спостереження дифракції світла? Власне, це явище спостерігається на предметах будь-яких розмірів, але на великих предметах його спостерігати важко і майже неможливо. Найкраще це вдається зробити на перешкодах, порівнянних за розмірами з довжиною хвилі. У випадку зі світлом - це дуже маленькі перешкоди.

Дифракцією світла називається явище відхилення світла від прямолінійного напряму при проходженні поблизу перепони.

Дифракція виявляється не тільки для світла, але і для інших хвиль. Наприклад, для звукових. Або для хвиль на морі. Відмінний приклад дифракції - це те, як ми чуємо пісню групи Пінк Флойд з проїжджає повз машину, коли самі стоїмо за рогом. Якби звукова хвиля поширювалася прямо, вона б просто не досягла наших вух, і ми б стояли в повній тиші. Погодьтеся, нудно. Зате з дифракцією набагато веселіше.

Дифракція в природі. Павутина працює, як дифракційна решітка

Для спостереження явища дифракції використовується спеціальний прилад - дифракційна решітка. Дифракційна решітка представляє собою систему перешкод, які за розміром можна порівняти з довжиною хвилі. Це спеціальні паралельні штрихи, вигравірувані на поверхні металевої або скляної пластини. Відстань між краями сусідніх щілин решітки називається періодом решітки або її постійною.

Вам сподобається: Тест, присвячений Міжнародному Дню Пива

Що відбувається зі світлом при проходженні дифракційної решітки? Потрапляючи на решітку і зустрічаючи перешкоду, світлова хвиля проходить через систему прозорих і непрозорих областей, в результаті чого розбивається на окремі пучки когерентного світла, які після дифракції інтерферують один з одним. Кожна довжина хвилі відхиляється при цьому на певний кут, і відбувається розкладання світла в спектр. В результаті ми спостерігаємо дифракцію світла на решітці

Робота дифракційної решітки

Формула дифракційної решітки:

Тут d - період решітки, фі - кут відхилення світла після проходження решітки, k - порядок дифракційного максимуму, лямбда - довжина хвилі.