В 1672 году Исаак Ньютон пропустил солнечный луч

В 1672 году Исаак Ньютон пропустил солнечный луч через кусок стекла, называемый призмой. Свет, который прошел через призму, распался на пучки всех цветов радуги. Так Ньютон открыл, что обычный белый цвет состоит из многих цветов, смешанных друг с другом. Пучки идут в постоянном порядке. Каждый занимает свой постоянный угол. Расходящийся пучок цветов Ньютон назвал спектром. Ньютон в 1672 году предложил корпускулярную теорию, согласно которой свет представляет собой поток частиц.

Дисперсия – это зависимость скорости света в веществе от частоты волны. Так как различным скоростям света соответствуют различные абсолютные показатели преломления, то Дисперсия света – зависимость абсолютного показателя преломления света от частоты световой волны (или длины световой волны). λ=с/ n=с/

Монохроматический свет – одноцветный свет Каждому цвету соответствует своя длина и частота волны. 760 – 620 – 590 – 560 – 500 – 480 – 450 – 620 590 560 500 480 450 380 нм нм

Почему мы видим цвета? Когда свет попадает на снег, весь свет отражается от него так, что снег кажется белым. Зелёная автомашина отражает зелёную часть света и поглощает остальные, поэтому она кажется зелёной. Когда свет падает на сажу, он полностью поглощается. И сажа кажется чёрной. Большинство животных не различают цвета. Бык бросается на красную тряпку потому, что ею машут, а не потому, что она красная.

Радуга – самое красивое атмосферное явление. Обычно это огромная арка, состоящая из разноцветных полос, наблюдаемая, когда Солнце освещает лишь часть небосвода, а воздух насыщен капельками воды, например, во время дождя. Разноцветные дуги располагаются в последовательности спектра (красная, оранжевая, желтая, зеленая, голубая, синяя, фиолетовая), однако цвета почти никогда не бывают чистыми, поскольку полосы взаимно перекрываются. Как правило, физические характеристики радуг существенно различаются, поэтому и по внешнему виду они весьма разнообразны. Их общей чертой является то, что центр дуги всегда располагается на прямой, проведенной от Солнца к наблюдателю. Главная радуга представляет собой дугу, состоящую из наиболее ярких цветов – красного на внешней стороне и фиолетового – на внутренней. Иногда видна только одна дуга, но часто с внешней стороны основной радуги появляется побочная.

Образование главной радуги объясняется двойным преломлением и однократным полным внутренним отражением лучей солнечного света. Проникая внутрь капли воды , луч света преломляется и разлагается, как при прохождении сквозь призму. Затем он достигает противоположной поверхности капли , отражается от нее и выходит из капли наружу. При этом луч света прежде, чем достичь наблюдателя, преломляется вторично. Исходный белый луч разлагается на лучи разных цветов с углом расхождения 2°.

Спектральные приборы В состав видимого света входят монохроматические волны с различными значениями длин волн. В излучении нагретых тел (нить лампы накаливания) длины волн непрерывно заполняют весь диапазон видимого света. Такое излучение называется белым светом. Свет, испускаемый, например, газоразрядными лампами и многими другими источниками, содержит в своем составе отдельные монохроматические составляющие с некоторыми выделенными значениями длин волн. Совокупность монохроматических компонент в излучении называется спектром. Белый свет имеет непрерывный спектр, излучение источников, в которых свет испускается атомами вещества, имеет дискретный спектр. Приборы, с помощью которых исследуются спектры излучения источников, называются спектральными приборами.

Для разложения излучения в спектр в простейшем спектральном приборе используется призма. Действие призмы основано на явлении дисперсии, то есть зависимости показателя преломления n вещества от длины волны света λ.

Щель S, на которую падает исследуемое излучение, находится в фокальной плоскости линзы Л 1. Эта часть прибора называется коллиматором. Выходящий из линзы параллельный пучок света падает на призму P. Вследствие дисперсии свет разных длин волн выходит из призмы под разными углами. В фокальной плоскости линзы Л 2 располагается экран или фотопластинка, на которой фокусируется излучение. В результате в разных местах экрана возникает изображение входной щели S в свете разных длин волн. У всех прозрачных твердых веществ (стекло, кварц), из которых изготовляются призмы, показатель преломления n в диапазоне видимого света убывает с увеличением длины волны λ, поэтому наиболее сильно призма отклоняет от первоначального направления синие и фиолетовые лучи и наименее – красные. Монотонно убывающая зависимость n(λ) называется нормальной дисперсией.

Применение спектрального анализа • Открытие новых элементов. • Определение химического состава образцов руды. • Контроль состава сплавов и примесей. • Получение материалов с заданными свойствами. • Определение химического состава небесных тел, атмосфер планет, холодного газа в межзвездном пространстве. • Определение скорости движения небесных тел по смещению спектральных линий. Достоинства спектрального анализа. • Высокая чувствительность • Быстрота получения результатов. • Фактор расстояния.