Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лекция 5 - Взаимодействие света с веществом.doc
Скачиваний:
17
Добавлен:
17.04.2019
Размер:
747.52 Кб
Скачать

Вопрос 3. Дисперсионный спектр

Как указывалось выше, дисперсионный спектр – это совокупность разноцветных полос.

Наиболее отчетливо дисперсионный спектр обнаруживается при преломлении света в веществе, имеющем клинообразную форму, например в призме.

На рис.3 показана дисперсия света в стеклянной призме.

Так как стекло обладает нормальной дисперсией, то угол отклонения для фиолетового луча ( ) больше, чем для красного ( ). Угол D между лучами, соответствующим крайним цветам дисперсионного спектра, называется углом дисперсии, от него зависит ширина спектра.

Из формулы угла отклонения , (где – преломляющий угол призмы) следует, что

(5)

где - показатели преломления призмы для фиолетового и красного цветов. Разность обычно служит количественной характеристикой дисперсии. Порядок расположения составных цветов в спектре призмы и в спектре дифракционной решетки различен.

В дифракционной решетке синус угла отклонения пропорционален длине волны.

В результате красные лучи, имеющие большую длину волны, отклонятся дифракционной решеткой сильнее, чем фиолетовые лучи. В призме же коэффициент преломления в прозрачных веществах падает с увеличением длины волны. Коэффициент преломления красных лучей меньше, чем фиолетовых, поэтому призма отклоняет их слабее, чем фиолетовые.

Подытожим различия:

  1. Так как функция нелинейная, то дисперсионный спектр не равномерный, он сжат в красной области и растянут в фиолетовой. Дифракционный спектр растянут равномерно во всех областях.

  2. В дисперсионном спектре большее отклонение от первоначального направления испытывают фиолетовые лучи, в дифракционном – красные;

  3. В дифракционном спектре наблюдается несколько порядков спектра, в дисперсионном – один порядок спектра.

Вопрос 4. Применение дисперсии

Явление дисперсии лежит в основе устройства призменных спектральных приборов: спектроскопов и спектрографов, которые служат для получения и наблюдения спектров. Ход лучей в простейшем спектрографе показан на рис.4.

рис.4

Освещаемая источником света щель , помещенная в фокусе линзы коллиматора, посылает на эту линзу пучок расходящихся лучей, которые линза (коллиматорный объектив) обращает в пучок параллельных лучей.

Эти параллельные лучи, преломляясь в призме, распадаются на лучи света разного цвета (т.е. разной ), которые собираются камерной линзой (камерным объективом) в ее фокальной плоскости и вместо одного изображения щели получается целый ряд изображений. Каждой частоте соответствует свое изображение. Совокупность этих изображений и представляет собой спектр. Спектр можно наблюдать через окуляр, используемой в качестве лупы. Такой прибор называют спектроскопом. Если нужно получить фотографию спектра, то фотопластинку помещают в фокальной плоскости камерного объектива. Прибор для фотографирования спектра называют спектрографом.

Вопрос 5. Спектры испускания. Спектры поглощения Спектр испускания

Если свет от раскаленного твердого тела пропустить через призму, то на экране за призмой получим непрерывный сплошной спектр испускания.

Если источником света является газ или пар, то картина спектра существенно меняется. Наблюдается совокупность ярких линий, разделенных темными промежутками. Такие спектры называются линейчатыми. Примерами линейчатых спектров могут служить спектры натрия, водорода и гелия.

Вид спектров светящихся газов зависит от химической природы газа.

Каждый газ или пар дает свой, характерный только для него спектр. Поэтому спектр светящегося газа позволяет сделать заключение о его химическом составе. Если источником излучения служат молекулы вещества, то наблюдается полосатый спектр.