Дисперсія світла.

Тема: Хвильові властивості світла.

Освітленість поверхні при довільному падінні променів прямо пропорційна косинусу кута падіння променів на цю поверхню.

Освітленість такої поверхні прямо пропорційна силі світла джерела і обернено пропорційна квадрату відстані поверхні від джерела..

Якщо промені падають на поверхню не перпендикулярно, то освітленість залежить від кута падіння променя i на поверхню.

E = E_o cos i

Це співвідношення називається другим законом освітленості:

Якщо об’єднати разом обидва закони, то одержується узагальнена формула освітленості, яка включає всі можливі варіанти падіння променів:

E = J cos i / r².

За цією формулою можна обчислювати освітленість різних ділянок поверхні, яку освітлює точкове джерело. Якщо освітленість створюється кількома джерелами, то результуюча очвітленість дорівнює сумі освітленостей, створюваних кожним джерелом окремо.

Для вимірювання сили світла використовують прилад, який називається фотометром. У найпростішому фотометрі силу світла визначають методом порівняння її з відомою силою світла еталонного джерела, створюючи однакові освітленості від цих джерел.

Прилад для вимірювання величини освітленості називається люксметром.

Показник заломлення n не залежить від кута падіння променя, але залежить від його кольору. Цю залежність відкрив Ньютон. Вимірювання показують, що фіолетового кольору на декілька відсотків n є більше ніж червоного (для більшості видів скла). Ця залежність - n = f(l) - входить до закону заломлення світла, тому кут заломлення b фіолетових променів значно більший, ніж для червоних променів. Фотони з різними довжинами хвиль від межі двох середовищ відбиваються під різними кутами. Так, якщо на скляну призму спрямовувати вузький білий пучок світла, то на екрані виникнуть лінії спектра (рис. 6.14).

Явище залежності показника заломлення від довжини світлової хвилі називають дисперсією світла детально вивчали. Спектр за допомогою кристалічних призм (із кварцу, алмазу тощо). Досліди показали, що з обох боків спектра розміщено ділянки ультрафіолетового і інфрачервоного (іч) спектрів. Ультрафіолетовий спектр має підвищену біологічну дію, викликає засмагу, вбиває патогенні бактерії, може розкладати молекули на частинки під час поглинання. Промені ультрафіолетового діапазону знайшли застосування в медицині, техніці, науці. Інфрачервоні промені випромінюють всі тіла, зокрема тіло людини випромінює хвилі довжиною 10 мкм. З підвищенням температури тіла випромінюють більш короткі інфрачервоні хвилі, а при температурі 600 - 700 °С - видимі промені.

Випромінювання спектрів дає можливість точно визначати хімічний склад речовин. Це є важливим для різних галузей фізики.

Вивчаючи явище дисперсії, Ньютону вдалось правильно пояснити природу світла. Білі предмети відбивають усі кольори спектра, а чорні предмети поглинають усі кольори спектра. Якщо не відбивається світло, то це сприймається оком як чорний колір.

Предмет освітлений тим або тим кольором тоді, коли він більше відбиває якийсь один колір, а всі інші кольори поглинає.