Дисперсия света

Дисперсия света при прохождении через призму. Опыт Ньютона

Диспе́рсия све́та (разложение света) — это явление зависимости абсолютного показателя преломления вещества от длины волны света.

Один из самых наглядных примеров дисперсии — разложение белого света при прохождении его через призму (опыт Ньютона). Причиной дисперсии является неодинаковая скорость распространения лучей света c различной длиной волны в оптической среде. Чем больше частота волны, тем больше показатель преломления и меньше ее скорость света в среде:

у красного цвета максимальная скорость в среде и минимальная степень преломления;
у фиолетового цвета минимальная скорость света в среде и максимальная степень преломления;
в вакууме скорости света разного цвета одинаковы.

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.

Дисперсия белого света указывает на его составную природу.

Белый свет разлагается на спектр и в результате прохождения через дифракционную решётку. Причем дифракционный и призматический спектры несколько отличаются: Призматический спектр сжат в красной части и растянут в фиолетовой (располагается в порядке убывания длины волны: от красного к фиолетовому). Нормальный (дифракционный) спектр равномерный во всех областях (располагается в порядке возрастания длин волн: от фиолетового к красному).

Дисперсия света дала своё название закону дисперсии, связывающему частоту и волновое число любого колебательного процесса, не обязательно электромагнитной волны.

Дисперсией объясняется факт появления радуги после дождя. Дисперсия является причиной хроматической аберрации — одного из тщательно устраняемых недостатков (аберраций) оптических систем, в том числе фотографических и видео-объективов.

Коши пришел к формуле, выражающей зависимость показателя преломления от длины волны $n = a + b / L 2 + c / L 4 +$ ...

,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.

Благодаря дисперсии света, можно наблюдать цветовую "игру" на гранях бриллианта.

Исходный текст этой статьи полностью или частично скопирован из Википедии.