Könnyű diszperzió
A fénydiszperzió ( fénydekompozíció ; fényszórás [ 1] ) olyan jelenségek összessége, amelyeket egy anyag abszolút törésmutatójának a fény frekvenciájától (vagy hullámhosszától ) való függése idéz elő (frekvencia-diszperzió), vagy amely azonos, az anyagban lévő fény fázissebességének függősége a frekvenciától (vagy hullámhossztól). Isaac Newton fedezte fel kísérletileg 1672 körül , bár elméletileg jóval később jól megmagyarázták [2] .
A térbeli diszperzió egy közeg dielektromos permittivitás-tenzorának a hullámvektortól való függése . Ez a függőség számos jelenséget okoz, amelyeket térbeli polarizációs hatásoknak nevezünk.
Tulajdonságok és megjelenési formák
A diszperzió egyik legszemléletesebb példája a fehér fény bomlása, amikor az áthalad egy prizmán (Newton kísérlete). A diszperzió jelenségének lényege a különböző hullámhosszú fénysugarak terjedési fázissebességének különbsége egy átlátszó anyagban - optikai közegben (miközben vákuumban a fénysebesség hullámhossztól függetlenül mindig azonos, ezért , szín). Általában minél rövidebb a fény hullámhossza, annál nagyobb a közeg törésmutatója, és annál kisebb a hullám fázissebessége a közegben:
- vörös fény esetén a közegben a terjedési fázissebesség maximális, a fénytörés mértéke pedig minimális,
- ibolya fénynél a közegben a terjedési fázissebesség minimális, a fénytörés mértéke pedig maximális.
Egyes anyagokban (például jódgőzben ) azonban rendellenes diszperziós hatás figyelhető meg , amelyben a kék sugarak kevésbé törnek meg, mint a vörösek, és más sugarakat az anyag elnyel, és elkerülhető a megfigyelés. Szigorúan véve az anomális diszperzió széles körben elterjedt, például szinte minden gázban megfigyelhető az abszorpciós vonalak közelében lévő frekvenciákon, de jódgőzben meglehetősen kényelmes megfigyelni az optikai tartományban, ahol nagyon erősen elnyelik a fényt.
A fény diszperziója először tette lehetővé a fehér fény összetett természetének meglehetősen meggyőző bemutatását.
A fehér fény egy diffrakciós rácson való áthaladás vagy onnan visszaverődő hatására spektrummá bomlik (ez nem a diszperzió jelenségével függ össze, hanem a diffrakció természetével magyarázható). A diffrakciós és a prizmás spektrum némileg eltér: a prizmatikus spektrum a vörös részben össze van nyomva, az ibolya színben pedig megnyúlik, és hullámhossz szerint csökkenő sorrendbe rendeződik: vöröstől liláig; a normál (diffrakciós) spektrum minden területen egyenletes, és a hullámhosszok növekvő sorrendjében van elrendezve: az ibolyától a vörösig.
A fényszóródással analóg módon a bármilyen más jellegű hullámok terjedésének a hullámhossztól (vagy frekvenciától) való függésének hasonló jelenségeit diszperziónak is nevezik. Emiatt például a diszperziós törvény kifejezés, amelyet a frekvenciára és a hullámszámra vonatkozó kvantitatív összefüggés neveként használnak, nemcsak elektromágneses hullámra vonatkozik , hanem bármilyen hullámfolyamatra.
A diszperzió azt magyarázza, hogy a szivárvány az eső után jelenik meg (pontosabban az, hogy a szivárvány többszínű, nem fehér).
A diszperzió az oka a kromatikus aberrációknak – az optikai rendszerek egyik aberrációjának , beleértve a fényképészeti és videoobjektíveket is .
Augustin Cauchy egy empirikus képletet javasolt egy közeg törésmutatójának a hullámhossztól való függésének közelítésére:
,
hol a hullámhossz vákuumban; a , b , c állandók, amelyek értékét minden anyagra meg kell határozni a kísérletben. A legtöbb esetben korlátozhatja magát a Cauchy-képlet első két tagjára. Ezt követően további pontosabb, de egyben összetettebb közelítési képleteket javasoltak.
A fény szóródása a természetben és a művészetben
- A Rainbow , amelynek színei a szóródásnak köszönhetőek, a kultúra és a művészet egyik kulcsképe.
- A fény szórásának köszönhetően a gyémánt és más átlátszó csiszolt tárgyak vagy anyagok lapjain megfigyelhető a szín „fényjátéka”.
- Bizonyos mértékig az irizáló hatások gyakran előfordulnak, amikor a fény szinte bármilyen átlátszó tárgyon áthalad. A művészetben ezek speciálisan kiemelhetők és/vagy hangsúlyozhatók.
- A fény spektrummá bomlása (a diszperzió miatt) a prizmában történő fénytörés során meglehetősen gyakori téma a képzőművészetben. Például a Pink Floyd The Dark Side of the Moon című albumának borítója a fény fénytörését ábrázolja prizmában, spektrummá bomlásával.
Lásd még
Jegyzetek
- ↑ Egorov N. G. Fényszórás // Brockhaus és Efron enciklopédikus szótára : 86 kötetben (82 kötet és további 4 kötet). - Szentpétervár. , 1890-1907.
- ↑ Nagy Orosz Enciklopédia : [35 kötetben] / ch. szerk. Yu. S. Osipov . - M . : Nagy orosz enciklopédia, 2004-2017.
Irodalom
- Yashtold-Govorko V.A. Fényképezés és feldolgozás. Lövés, képletek, kifejezések, receptek. - Szerk. 4., röv. - M . : Művészet, 1977.
Linkek
- Fény szórása - cikk a Nagy Szovjet Enciklopédia- ból .
- K. I. Tarasov. Spektrális műszerek .
- Vysloukh V.A. A fény diszperziója // Fizikai enciklopédia : [5 kötetben] / Ch. szerk. A. M. Prohorov . - M . : Szovjet Encyclopedia , 1988. - T. 1: Aharonov - Bohm-effektus - Hosszú sorok. - S. 650-652. — 707 p. — 100.000 példány.
 Szótárak és enciklopédiák |
|
|---|---|
| Bibliográfiai katalógusokban |