Kas vadinama šviesos sklaida

Šį reiškinį 1672 m. atrado Izaokas Niutonas. Iki tol žmonės negalėjo paaiškinti, kodėl lūžio metu spalvos išsidėsto tam tikra tvarka. Šviesos sklaida vienu metu padėjo įrodyti jos banginį pobūdį, tačiau norint geriau suprasti problemą, reikia suprasti visus aspektus.

Pagal šią schemą galima nesunkiai suprasti šviesos sklaidos esmę.

Apibrėžimas

Šviesos dispersijos (arba skilimo) reiškinys atsiranda dėl to, kad lūžio rodiklis tiesiogiai priklauso nuo bangos ilgio. Niutonas pirmasis atrado dispersiją, tačiau didžiąją dalį teorinės bazės mokslininkai sukūrė vėliau.

Dispersijos dėka buvo galima įrodyti, kad balta šviesa susideda iš daugelio komponentų. Paprasčiau tariant, bespalvis saulės spindulys, eidamas per skaidrias medžiagas (kristalą, vandenį, stiklą ir kt.), suskaidomas į vaivorykštės, iš kurios jis susideda, spalvas.

Dėl daugybės briliantų briaunų jie mirga įvairiais atspalviais.

Dėl šviesos patekimo iš vienos medžiagos į kitą ji keičia judėjimo kryptį, kuri vadinama refrakcija.Balta spalva apima visą spalvų gamą, tačiau ji nėra pastebima tol, kol ji nėra išsklaidyta. Kiekviena kompozicinė spalva turi skirtingą bangos ilgį, todėl skiriasi ir lūžio kampas.

Beje! Kiekvienos iš spektro spalvų bangos ilgis yra pastovus, todėl, praeinant per skaidrią medžiagą, atspalviai visada išsirikiuoja ta pačia tvarka.

Niutono atradimų istorija ir išvados

Istorija pasakoja, kad mokslininkas pirmą kartą pastebėjo, kad objektyvo vaizdo kraštai yra spalvoti tuo laikotarpiu, kai tobulino teleskopų dizainą. Tai jį labai sudomino ir jis ėmėsi atskleisti spalvotų juostų atsiradimo prigimtį.

Tuo metu Didžiojoje Britanijoje kilo maro epidemija, todėl Niutonas nusprendė išvykti į savo Vulsthorpo kaimą, kad apribotų savo socialinį ratą. Ir tuo pačiu atlikti eksperimentus, siekiant išsiaiškinti, iš kur atsiranda skirtingi atspalviai. Norėdami tai padaryti, jis užfiksavo keletą stiklinių prizmių.

Kažkas panašaus buvo Niutono eksperimentas, kuris leido paaiškinti šviesos sklaidos reiškinį.

Tyrimo laikotarpiu jis atliko daug eksperimentų, kai kurie iš jų vis dar atliekami nepakitę. Pagrindinė atrodė taip: mokslininkas padarė nedidelę skylutę tamsaus kambario langinėje ir šviesos pluošto kelyje įdėjo stiklinę prizmę. Dėl to priešingoje sienoje buvo gautas atspindys spalvotų juostelių pavidalu.

Šį eksperimentą galima pakartoti savarankiškai.

Niutonas iš atspindžio išskyrė raudoną, oranžinę, geltoną, žalią, žydrą, indigo ir violetinę spalvas. Tai yra, spektras pagal klasikinę koncepciją. Bet jei pažvelgsite išsamiau ir išryškinsite šiuolaikinės įrangos asortimentą, gausite tris pagrindines zonas: raudoną, geltonai žalią ir mėlynai violetinę.Likusieji užima nedidelius plotus tarp jų.

Taip atrodo baltos šviesos skaidymas į spektrą.

Kur randama

Sklaidą galima pastebėti daug dažniau, nei atrodo iš pirmo žvilgsnio. Jums tereikia atkreipti dėmesį:

1. Vaivorykštė yra garsiausias dispersijos pavyzdys. Šviesa lūžta vandens lašeliuose, todėl susidaro vaivorykštė, kurią ekspertai vadina pagrindine. Tačiau kartais šviesa lūžta du kartus ir atsiranda retas gamtos reiškinys – dviguba vaivorykštė. Šiuo atveju lankas viduje yra ryškesnis ir standartine spalvų tvarka, o išorėje jis yra neryškus ir atspalviai eina atvirkštine tvarka.
2. saulėlydžiai, kuri gali būti raudona, oranžinė ar net įvairiaspalvė. Šiuo atveju objektas, laužantis spindulius, yra Žemės atmosfera. Dėl to, kad oras susideda iš tam tikro dujų mišinio, poveikis yra skirtingas ir gali būti skirtingas.
3. Jei atidžiai pažvelgsite į akvariumo ar didelio vandens telkinio dugne su skaidriu skaidriu vandeniu galite aiškiai atskirti vaivorykštes. Taip yra dėl to, kad saulės diapazonas dėl difuzijos išskaidomas į visą spalvų spektrą.
4. Brangakmeniai su papuošalų kirpimu taip pat blizga. Jei juos švelniai pasukate, pamatysite, kaip kiekvienas veidas suteikia skirtingą atspalvį. Šis reiškinys pastebimas ant deimantų, krištolo, kubinio cirkonio ir net ant geros kokybės stiklo dirbinių.
5. stiklinės prizmės ir bet kokie kiti skaidrūs elementai, kai pro juos praeina šviesa, taip pat suteikia efektą. Ypač jei skiriasi apšvietimas.

Spalvų riaušės saulėlydžio metu yra vienas žinomiausių šviesos lūžio pavyzdžių.

Norėdami parodyti vaikams dispersijos reiškinį, galite naudoti paprastus muilo burbulus.Muiluotą tirpalą reikia supilti į indą, o tada nuleisti bet kokį rėmą, pagamintą iš tinkamo dydžio vielos. Po ekstrahavimo galima pastebėti vaivorykštės perpildymą.

Šviesos skaidymą į spektrą lengva atlikti naudojant išmaniojo telefono žibintuvėlį. Tokiu atveju jums reikės stiklinės prizmės ir balto popieriaus lapo. Prizmė turi būti pastatyta ant stalo tamsioje patalpoje, viena vertus, nukreipti į ją šviesos spindulį, o kita vertus, įdėti popieriaus lapą, ant jo bus spalvotos juostelės. Tokia paprasta patirtis labai patinka vaikams.

Kaip akis skiria spalvas

Žmogaus regėjimas yra labai sudėtinga sistema, galinti atskirti dalį elektromagnetinio spektro. Žmogaus akis skiria bangos ilgius nuo 390 iki 700 nm. Elektromagnetinė spinduliuotė matomame diapazone vadinama matoma šviesa arba tiesiog šviesa.

Paveikslėlyje parodyta, kokia maža elektromagnetinio spektro dalis gali suvokti žmogaus regėjimą.

Spalvas išskiria lazdelės ir kūgio ląstelės tinklainėje. Pirmasis tipas turi didelį jautrumą, tačiau gali atskirti tik šviesos intensyvumą. Antrasis gerai išskiria spalvas, bet geriausiai veikia esant ryškiai šviesai.

Tuo pačiu metu kūgio ląstelės skirstomos į tris tipus, priklausomai nuo to, kurioms bangoms jos jautresnės – trumpoms, vidutinėms ar ilgoms. Dėl signalų, gaunamų iš visų tipų kūgių, derinio, regėjimas gali atskirti jai prieinamą spalvų diapazoną.

Kiekvienas akies ląstelių tipas gali suvokti ne vieną spalvą, o skirtingus atspalvius įvairiais bangos ilgiais. Todėl vizija leidžia išryškinti smulkiausias detales ir pamatyti visą supančio pasaulio įvairovę.

Šviesos sklaida vienu metu parodė, kad balta yra spektro derinys.Bet jūs galite tai pamatyti tik tada, kai jis atsispindi per tam tikrus paviršius ir medžiagas.

Video pamoka: šviesos dispersija