Дисперсия света

Рисунок 11 — Аномальная дисперсия в парах натрияВ современном понимании два явления аномальной и нормальной дисперсии рассматриваются в рамках одной теории как явления единой теории.Эта теория основывается на электромагнитной теории света, с одной стороны, и на электронной теории вещества, — с другой. В современном понимании термин «аномальная дисперсия» сохраняет лишь исторический смысл. На данный момент под нормальной дисперсией понимают дисперсию вдали от длин волн, при которых происходит поглощение света данным веществом. Под аномальной дисперсией понимают дисперсию в области поглощения света веществом.На Рисунке 12 представлена иллюстрация которая показывает характерную зависимость показателя от длины волны для некоторого вещества, сильно поглощающего вблизи lо. В незаштрихованной области наблюдается нормальная дисперсия, а в заштрихованной — аномальная.Рисунок 12 - Зависимость показателя преломления от длины волны светаЭту призму называют призмой Лове. Мы говорили, что в данной призме разложение света на цвета не наблюдается на практике вследствие того, что все лучи выходят из призмы параллельно друг другу и исходный пучок имеет некоторую ширину.1.5 РадугаЯвление радуги наиболее яркий эффектный представитель явления дисперсии. Что мы понимаем под определением радуги? Радуга в первую очередь является оптическим явлением, которое связано с многочисленными преломлениями солнечных лучей на капельках дождя. Остановимся на рассмотрении физического объяснения данного явления более подробно.Что мы знаем о радуге? Во-первых радуга всегда находится в противоположной Солнцу стороне. Во-вторых возникновение радуги напрямую связно с освещением солнца завесы дождя. С прекращением дождя радуга исчезает. В-третьих цвета наблюдаемые в радуге стоят в том же порядке, что и в спектре получаемом при пропускании пучка солнечных лучей через призму. Внешняя область обращенная к небу окрашена в красный, а внутренняя обращенная к поверхности Земли в фиолетовый цвет. Нередким явлением также является возникновение более широкой и размытой второй радуги над первой, цвета в которой идут в обратной последовательности.Если угловая высота Солнца над горизонтом не превышает примерно 42°, то наблюдатель стоящий на ровной земной поверхности сможет наблюдать данное явление. Наблюдаемый участок радуги зависит от высоты Солнца. Явление вторичной радуги становится зримой для наблюдателя, при условии что высота Солнца над горизонтом не более 52 градусов.На Рисунке 13 показано изображение радуги, его можно интерпретировать как гигантское колесо, осью которого является воображаемая прямая линия, проходящая сквозь Солнце и наблюдателя. Для нахождения угла tg(j), необходимо разделить рост наблюдателя на длину отбрасываемой им тени. Противосолнечная точка О1 находится ниже линии горизонта СD. Изображение радуги показывает её как окружность основания конуса, ось которого ОО1, а j - угол, составляемый осью конуса с любой из его образующих (угол раствора конуса).Рисунок 13 — Изображение колеса радуги:OO1 — ось; O — наблюдатель; ОСD — плоскость земной поверхности; ÐAOO1= j — угловая высота Солнца над горизонтом.Наблюдатель может наблюдать только часть окружности CBD, находящуюся над линией горизонта. На данном изображении угол Ф (ÐАОВ), является углом, под которым наблюдатель видит вершину радуги, а α — угол, под которым наблюдатель видит каждое из оснований радуги. Следовательно, очевидно:Ф + j = g (1)Из вышеперечисленного можно сделать вывод, что положение радуги по отношению к окружающему ландшафту напрямую зависит от положения наблюдателя по отношению к Солнцу. В то же время угловые размеры радуги определяются высотой Солнца над горизонтом. В данном представлении наблюдатель является вершиной конуса, ось которого направлена по линии, соединяющей Солнце с наблюдателем.Радугой называют часть окружности основания данного конуса, расположенную над линией горизонта. С изменением положения наблюдателя меняется и расположение конуса, а в соответствии с этим и радуги.Здесь необходимо сделать два пояснения. Во-первых, когда мы говорим о прямой линии, соединяющей наблюдателя с Солнцем, то имеем в виду не истинное, а наблюдаемое направление на Солнце. Оно отличается от истинного на угол рефракции. Во-вторых, когда мы говорим о радуге над линией горизонта, то имеем в виду относительно далекую радугу — когда завеса дождя удалена от нас на несколько километров. Можно наблюдать также и близкую радугу, на пример, радугу, возникающую на фоне большого фонтана. В этом случае концы радуги как бы уходят в землю. Степень удаленности радуги от наблюдателя не влияет, очевидно, на ее угловые размеры.Однако где бы ни находился наблюдатель (на поверхности Земли или над нею), он всегда есть центр ориентированного на Солнце конуса с углом раствора 42° (для основной радуги) и 52° (для вторичной).ЗАКЛЮЧЕНИЕВ данной работе было проведено литературное исследование на тему дисперсии света. Было рассмотрено понятие дисперсии света в историческом контексте. Подробно разобраны и описаны некоторые из основополагающих опытов Ньютона. Дано понятие аномальной дисперсии, подробно рассмотрен опыт по её доказательству.Кроме того, описано такое физическое явление как радуга. РассмотренПоставленная цель об изучении, более глубоком понимании такого явления как дисперсия света достигнута.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ1. Гершензон Е.М., Малов Н.Н., Мансуров А.Н. «Курс общей физики» М. «Просвещение»,1992.2. Королев Ф.А. «Курс физики» М., «Просвещение», 1974.3. Тарасов Л.В., Тарасова А.Н. «Беседы о преломлении света» /под ред. В.А. Фабриканта, изд. «Наука», 1982.