Дисперсия света. Области нормальной и аномальной дисперсии

Дисперсией света называются явления, обусловленные зависимостью показателя преломления вещества от длины световой волны. Эту зависимость можно охарактеризовать функцией: n = f (l), где l – длина световой волны в вакууме.

Дисперсией вещества называется производная .

Для всех прозрачных бесцветных веществ с уменьшением длины волны показатель преломления увеличивается, т.е. дисперсия отрицательна (нормальная дисперсия – рис. 4.7).

На некоторых участках длин волн дисперсия вещества оказывается положительной ( показатель преломления возрастает с увеличением длины волны); эта дисперсия называется аномальной (рис. 4.8).

Следствием дисперсии является разложение пучка белого света в спектр. Если на призму с показателем преломления n (рис. 4.9) падает монохроматический пучок света, то после двукратного преломления луч оказывается отклоненным от первоначального направления на уголj = А (n – 1), где А – угол при вершине призмы. Это означает, что угол отклонения лучей призмой тем больше, чем больше n, т.е. лучи разных длин волн отклоняются на разные углы, иными словами белый свет разлагается призмой в спектр.

Нормальная дисперсия Рис. 4.7

Аномальная дисперсия Рис. 4.8

Дифракционный и призматический спектры различны. Дифракционная решетка разлагает свет таким образом, что синус угла отклонения пропорционален длине волны, т.е. красные лучи отклоняются сильнее.

Рис. 4.9

Призма же разлагает лучи в спектр по значениям показателя преломления, который для всех прозрачных веществ уменьшается с ростом длины волны (нормальная дисперсия). Следовательно, красные лучи, имеющие меньший показатель преломления, чем фиолетовые, отклоняются призмой слабее (см. рис. 4.9).