Автор INKOGNITO задал вопрос в разделе Естественные науки
Причина возникновения спектра при дисперсии? и получил лучший ответ
Ответ от Gerdan[гуру]
Когда свет (электромагнитное излучение) некоей частоты проходит через вещество, то скорость его распространения меняется, по сравнению со скоростью в отсутствие вещества ("в вакууме"). Отношение этих скоростей называется "показателем преломления". Однако то, на сколько меняется скорость в веществе, зависит от частоты излучения. То есть имеется зависимость, она же "функция" показателя преломления от частоты излучения - "дисперсия показателя преломления".
Свет всегда распространяется так, что время его " в пути" оказывается минимально возможным. Это свойство, в частности, выражается известным законом преломления (Снеллиуса) . Отсюда следует, что свет, войдя в "преломляющую" среду под некоторым углом к поверхности, изменяет не только свою скорость, но и направление распространения - преломляется.
Но ведь свет исходно может представлять собой излучение не одной частоты, а многих (это называется "спектр частот"). Тогда дисперсия показателя преломления, о которой я сказал раньше, приводит к тому, что излучение каждой частоты распространяется по своему направлению, определяемому показателем преломления для данной частоты. Очевидно, что в этом случае на каком-то расстоянии разделение излучения по частотам станет заметным, появится окраска света, цвет. Этот эффект и называется "дисперсией света".
То есть спектр не "возникает при дисперсии". Дисперсия света просто позволяет этот спектр наблюдать.
А с геометрической длиной пути всё предельно просто: это та длина пути (по которому идёт свет) , которая может быть измерена геометрически, грубо говоря, линейкой. не обращая внимания на то, в какой среде лежит этот путь.
Называется она так для её отличия от "оптической длины пути", которая есть геометрическая, умноженная на показатель преломления среды. Если вспомнить, что показатель преломления определяет скорость, то ясно, что оптическая длина пути - это тот путь, который свет прошёл бы за то же время, но если б шёл не в среде, а в вакууме.
Зависимость показателя преломления от длины волны. Спавь лучший ответ, никто лучше не ответит ( не скопирует с википедии) Даже эта киса на аватарке
Диспе́рсия све́та (разложение света) — это явление, обусловленное зависимостью абсолютного показателя преломления вещества от частоты (или длины волны) света (частотная дисперсия) , или, то же самое, зависимость фазовой скорости света в веществе от длины волны (или частоты) . Экспериментально открыта Ньютоном около 1672 года, хотя теоретически достаточно хорошо объяснена значительно позднее.
Пространственной дисперсией называется зависимость тензора диэлектрической проницаемости среды от волнового вектора. такая зависимость вызывает ряд явлений, называемых эффектами пространственной поляризации.
Один из самых наглядных примеров дисперсии — разложение белого света при прохождении его через призму (опыт Ньютона) . Сущностью явления дисперсии является неодинаковая скорость распространения лучей света c различной длиной волны в прозрачном веществе — оптической среде (тогда как в вакууме скорость света всегда одинакова, независимо от длины волны и следовательно цвета) . Обычно чем больше частота волны, тем больше показатель преломления среды и меньше ее скорость света в ней:
у красного цвета максимальная скорость в среде и минимальная степень преломления,
у фиолетового цвета минимальная скорость света в среде и максимальная степень преломления.
Однако в некоторых веществах (например в парах йода) наблюдается эффект аномальной дисперсии, при котором синие лучи преломляются меньше, чем красные, а другие лучи поглощаются веществом и от наблюдения ускользают. Говоря строже, аномальная дисперсия широко распространена, например, она наблюдается практически у всех газов на частотах вблизи линий поглощения, однако у паров йода она достаточно удобна для наблюдения в оптическом диапазоне, где они очень сильно поглощают свет.
Дисперсия света позволила впервые вполне убедительно показать составную природу белого света.
Белый свет разлагается на спектр и в результате прохождения через дифракционную решётку или отражения от нее (это не связано с явлением дисперсии, а объясняется природой дифракции) . Дифракционный и призматический спектры несколько отличаются: призматический спектр сжат в красной части и растянут в фиолетовой и располагается в порядке убывания длины волны: от красного к фиолетовому; нормальный (дифракционный) спектр — равномерный во всех областях и располагается в порядке возрастания длин волн: от фиолетового к красному.
По аналогии с дисперсией света, также дисперсией называются и сходные явления зависимости распространения волн любой другой природы от длины волны (или частоты) . По этой причине, например, термин закон дисперсии, применяемый как название количественного соотношения, связывающего частоту и волновое число, применяется не только к электромагнитной волне, но к любому волновому процессу.
Дисперсией объясняется факт появления радуги после дождя (точнее тот факт, что радуга разноцветная, а не белая) .
Дисперсия является причиной хроматических аберраций — одних из аберраций оптических систем, в том числе фотографических и видео-объективов.
Коши пришел к формуле, выражающей зависимость показателя преломления от длины волны:
…,
где:
L — длина волны в вакууме;
a, b, c, … — постоянные, значения которых для каждого вещества должны быть определены в опыте. В большинстве случаев можно ограничиться двумя первыми членами формулы Коши.
Длины воспринимаемых глазом световых волн очень малы (порядка м) . Поэтому распространение видимого света можно в первом приближении рассматривать, отвлекаясь от его волновой природы и полагая, что свет распространяется вдоль некоторых линий, называемых лучами. В предельном случае, соответствующем l → 0, законы оптики можно сформулировать на языке геометрии. В соответствии с этим раздел оптики, в котором пренебрегают конечностью длин волн, называется геометрической оптикой. Другое название этого раздела – лучевая оптика.