Kevyt dispersio

Valon dispersio ( valon hajoaminen ; valon sironta [1] ) on joukko ilmiöitä, jotka aiheutuvat aineen absoluuttisen taitekertoimen riippuvuudesta valon taajuudesta ( tai aallonpituudesta ) (taajuusdispersio), tai joka on sama, aineessa olevan valon vaihenopeuden riippuvuus taajuudesta (tai aallonpituudesta). Isaac Newton löysi kokeellisesti noin vuonna 1672 , vaikka se selitettiin teoriassa hyvin paljon myöhemmin [2] .

Spatiaalinen dispersio on väliaineen dielektrisen permittiivisyyden tensorin riippuvuus aaltovektorista . Tämä riippuvuus aiheuttaa useita ilmiöitä, joita kutsutaan spatiaalisiksi polarisaatiovaikutuksiksi.

Ominaisuudet ja ilmentymät

Yksi havainnollistavimmista esimerkeistä dispersiosta on valkoisen valon hajoaminen sen kulkiessa prisman läpi (Newtonin koe). Dispersioilmiön ydin on eri aallonpituuksilla olevien valonsäteiden vaihenopeuksien ero läpinäkyvässä aineessa - optisessa väliaineessa (kun taas tyhjiössä valon nopeus on aina sama aallonpituudesta riippumatta ja siksi , väri). Yleensä mitä lyhyempi valon aallonpituus on, sitä suurempi väliaineen taitekerroin sille on ja sitä pienempi aallon vaihenopeus väliaineessa:

punaiselle valolle etenemisvaiheen nopeus väliaineessa on suurin ja taittumisaste pienin,
violetille valolle etenemisvaiheen nopeus väliaineessa on minimaalinen ja taittumisaste on suurin.

Joissakin aineissa (esimerkiksi jodihöyryssä ) havaitaan kuitenkin poikkeavaa dispersiovaikutusta , jossa siniset säteet taittuvat vähemmän kuin punaiset ja muut säteet imeytyvät aineeseen ja pakenevat havainnointia. Tarkkaan ottaen poikkeava dispersio on laajalle levinnyt, esimerkiksi sitä havaitaan lähes kaikissa kaasuissa absorptiolinjojen lähellä olevilla taajuuksilla, mutta jodihöyryssä se on varsin kätevä havainnointiin optisella alueella, jossa ne absorboivat valoa erittäin voimakkaasti.

Valon hajautus mahdollisti ensimmäistä kertaa varsin vakuuttavasti valkoisen valon yhdistelmäluonnon.

Valkoinen valo hajoaa spektriksi johtuen kulkeutuessaan diffraktiohilan läpi tai heijastuessaan siitä (tämä ei liity dispersioilmiöön, vaan selittyy diffraktion luonteella). Diffraktio- ja prismaattiset spektrit ovat hieman erilaisia: prismaattinen spektri on puristettu punaisessa osassa ja venytetty violetissa ja on järjestetty aallonpituuden mukaan laskevaan järjestykseen: punaisesta violettiin; normaali (diffraktio) spektri on tasainen kaikilla alueilla ja on järjestetty aallonpituuksien nousevaan järjestykseen: violetista punaiseen.

Analogisesti valon dispersion kanssa, samanlaisia ilmiöitä minkä tahansa muun luonteisten aaltojen etenemisen riippuvuudesta aallonpituudesta (tai taajuudesta) kutsutaan myös dispersioksi. Tästä syystä esimerkiksi termi dispersiolaki , jota käytetään taajuutta ja aaltolukua koskevan kvantitatiivisen suhteen nimenä , ei koske vain sähkömagneettista aaltoa , vaan mitä tahansa aaltoprosessia.

Dispersio selittää sen tosiasian, että sateenkaari ilmestyy sateen jälkeen (tarkemmin sanottuna se, että sateenkaari on monivärinen, ei valkoinen).

Dispersio on syy kromaattisiin poikkeamiin - yksi optisten järjestelmien , mukaan lukien valokuva- ja videolinssien , poikkeavuuksista .

Augustin Cauchy ehdotti empiiristä kaavaa väliaineen taitekertoimen riippuvuuden arvioimiseksi aallonpituudesta:

n=a+b/\lambda ^{2}+c/\lambda ^{4}

missä on aallonpituus tyhjiössä; a , b , c ovat vakioita, joiden arvot kullekin materiaalille on määritettävä kokeessa. Useimmissa tapauksissa voit rajoittaa itsesi Cauchyn kaavan kahteen ensimmäiseen termiin. Myöhemmin ehdotettiin muita tarkempia, mutta samalla monimutkaisempia approksimaatiokaavoja. $\lambda$

Valon hajoaminen luonnossa ja taiteessa

Sateenkaari , jonka värit johtuvat hajaantumisesta, on yksi kulttuurin ja taiteen avainkuvista.
Valon hajaantumisen ansiosta voidaan havaita värien "valoleikkiä" timantin ja muiden läpinäkyvien fasetoitujen esineiden tai materiaalien faseteilla.
Jossain määrin värikkäitä efektejä löytyy melko usein, kun valo kulkee lähes minkä tahansa läpinäkyvän kohteen läpi. Taiteessa niitä voidaan erityisesti korostaa ja/tai korostaa.
Valon hajoaminen spektriksi (dispersion vuoksi) prisman taittamisen aikana on melko yleinen aihe kuvataiteessa. Esimerkiksi Pink Floydin albumin The Dark Side of the Moon kansikuvassa valon taittuminen prismassa hajoaa spektriksi.

Katso myös

Muistiinpanot

↑ Egorov N. G. Valon sironta // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron : 86 osassa (82 osaa ja 4 lisäosaa). - Pietari. , 1890-1907.
↑ Suuri venäläinen tietosanakirja : [35 nidettä] / ch. toim. Yu. S. Osipov . - M . : Suuri venäläinen tietosanakirja, 2004-2017.

Kirjallisuus

Yashtold-Govorko V.A. Valokuvaus ja käsittely. Ammunta, kaavat, termit, reseptit. - Toim. 4., lyhenne - M . : Taide, 1977.

Linkit

Valon hajoaminen - artikkeli Suuresta Neuvostoliiton Encyclopediasta .
K. I. Tarasov. Spektriinstrumentit .
Vysloukh V.A. Valon hajoaminen // Physical Encyclopedia : [5 osassa] / Ch. toim. A. M. Prokhorov . - M . : Neuvostoliiton tietosanakirja , 1988. - T. 1: Aharonov - Bohm-ilmiö - Pitkät rivit. - S. 650-652. — 707 s. - 100 000 kappaletta.

Sanakirjat ja tietosanakirjat	iso kiinalainen Iso venäläinen Brockhaus ja Efron Pieni Brockhaus ja Efron Britannica (verkossa)
Bibliografisissa luetteloissa	GND : 4150202-4