- Что такое дисперсия света?
Дисперсия света — это явление зависимости абсолютного показателя преломления среды от частоты распространяющегося в ней света. - Как зависит абсолютный показатель преломления среды от частоты распространяющегося в ней света видимого диапазона?
Для света видимого диапазона абсолютный показатель преломления среды, в которой он распространяется тем больше, чем больше частота этого света. - Покажите на примере, как из-за дисперсии призма разлагает свет на составляющие, сделайте рисунок.
Пусть луч белого света падает из воздуха на призму, как показано на рис. 150.
Рис 150. Разложение света на составляющие цвета призмой.
Вид направлен перпендикулярно торцу (основанию этой призмы).
\mathrm{A_1}~- точка в которой луч белого света падает из воздуха на призму.
\mathrm{A_{2к}}~- точка в которой красный луч выходит из призмы в воздух.
\mathrm{A_{2з}}~- точка в которой зелёный луч выходит из призмы в воздух.
\mathrm{A_{2ф}}~- точка в которой фиолетовый луч выходит из призмы в воздух.
\mathrm{n_{A1}}~- нормаль, проведённая к поверхности призмы в точке \mathrm{A_1}.
\mathrm{n_{A2к}}~- нормаль, проведённая к поверхности призмы в точке \mathrm{A_{2к}}.
\mathrm{n_{A2з}}~- нормаль, проведённая к поверхности призмы в точке \mathrm{A_{2з}}.
\mathrm{n_{A2ф}}~- нормаль, проведённая к поверхности призмы в точке \mathrm{A_{2ф}}.
α_1~- угол падения белого луча при его переходе из воздуха в призму.
β_{1к}~- угол преломления красного луча при его переходе из воздуха в призму,
β_{1з}~- угол преломления зелёного луча при его переходе из воздуха в призму,
β_{1ф}~- угол преломления фиолетового луча при его переходе из воздуха в призму.
α_{2к}~- угол падения красного луча при его переходе из призмы в воздух,
α_{2з}~- угол падения зелёного луча при его переходе из призмы в воздух,
α_{2ф}~- угол падения фиолетового луча при его переходе из призмы в воздух.
β_{2к}~- угол преломления красного луча при его переходе из призмы в воздух,
β_{2з}~- угол преломления зелёного луча при его переходе из призмы в воздух,
β_{2ф}~- угол преломления фиолетового луча при его переходе из призмы в воздух.
Белый свет состоит из всех цветов радуги. Мы, для примера, рассмотрим дальнейший ход трёх цветов — красного, зелёного и фиолетового. Пусть абсолютный показатель преломления призмы (понятно, что под абсолютным показателем преломления призмы имеется ввиду абсолютный показатель преломления вещества, из которого изготовлена эта призма) для выбранного нами красного цвета равен для определённости n_к. И угол преломления луча красного цвета в точке \mathrm{A_1} будет равен β_{1к}. Тогда показатель преломления призмы для выбранного нами зелёного цвета (n_з) будет больше, чем n_к~(n_з>n_к). И угол преломления луча зелёного цвета в точке \mathrm{A_1} будет равен β_{1з}. Так как n_з>n_к, то β_{1з}<β_{1к}, то есть зелёный луч преломится в точке \mathrm{A_1} сильнее, чем красный. А показатель преломления призмы для выбранного нами фиолетового цвета (n_ф) будет больше, чем n_з~(n_ф>n_з). И угол преломления луча фиолетового цвета в точке \mathrm{A_1} будет равен β_{1ф}. Так как n_ф>n_з, то β_{1ф}<β_{1з}, то есть фиолетовый луч преломится в точке \mathrm{A_1} сильнее, чем зелёный. Выходить из призмы эти красный, зелёный и фиолетовый лучи будут в точках \mathrm{A_{2к}}, \mathrm{A_{2з}}~и~\mathrm{A_{2ф}} соответственно. Причём углы падения красного, зелёного и фиолетового лучей при их выходе из призмы, равные соответственно α_{2к}, α_{2з}~и~α_{2ф}, будут связаны неравенством: α_{2ф}>α_{2з}>α_{2к}. И опять (уже при выходе из призмы) фиолетовый луч преломится сильнее, чем зелёный, а зелёный сильнее, чем красный. Поэтому углы преломления красного, зелёного и фиолетового лучей при их выходе из призмы, равные соответственно β_{2к}, β_{2з}~и~β_{2ф}, будут связаны неравенством: β_{2к}>β_{2з}>β_{2ф}. В итоге пройдя призму эти лучи разделятся в пространстве и будут распространяться в разных расходящихся направлениях.