Описание к лабораторной работе 7 о

В 1672 г Ньютоном было экспериментально установлено, что показатель преломления стеклянной призмы зависит от длины волны падающего света. При пропускании через стеклянную призму узкого пучка белого света на экране, установленного позади призмы, наблюдается радужная полоска (рис.27), которая называется призматическим или дисперсионным спектром.

Рис. 1

Дисперсией света называются явления, обусловленные зависимостью показателя преломления вещества n от длины световой волны λ₀. Эту зависимость можно охарактеризовать функцией:

                                 n = f (λ₀),                                     (1)

где λ₀ – длина световой волны в вакууме.

Дисперсией вещества называется производная n по λ₀ (dn/dλ₀).Отношение скорости c световой волны в вакууме к скорости v в некотором веществе называется абсолютным показателем преломления этого вещества (среды):

Длины волн видимого света заключены в пределах λ₀ = 400 ÷ 760 нм (3). Эти значения относятся к световым волнам в вакууме. В веществе длины волн будут иными. В случае колебаний частоты ν длина волны в вакууме равна λ₀ = c/ν. В веществе, в котором скорость световой волны v = c/n, длина волны имеет значение:

                       λ = υ/ν = c/νn = λ₀/n                             (4)

Таким образом, длина световой волны в веществе с показателем преломления n cвязана с длинной волны в вакууме соотношением:

Частоты видимых световых волн лежат в пределах

                       ν = (0,39 ÷ 0,75) · 10¹⁵ Гц         (6)

Для всех прозрачных веществ функция (1) имеет в видимой части спектра характер, показанный на рис. 2. С уменьшением длинны волны показатель преломления увеличивается со все возрастающей скоростью; дисперсия света отрицательна и растет по модулю с уменьшением длинны волны (дисперсия нормальная).

Рис. 2

Если вещество поглощает часть лучей, то в области поглощения и вблизи её ход дисперсии обнаруживает аномалию (см. рис. 3). На некотором участке дисперсии вещества dn/dλ₀ оказывается положительной. Такой ход зависимости n от λ₀ называется аномальной дисперсией. Среды, обладающие дисперсией, называются диспергирующими. В диспергирущих средах скорость световых волн зависит от длинны λ₀.