§ 9.5. Дисперсия света

Дисперсия света — зависимость абсолютного показателя преломления вещества n от частоты ν падающего на вещество света:

где — длина волны в вакууме.

Дисперсию также можно определить как зависимость скорости распространения световой волны в веществе от их частоты

Скорость света и длина волны при переходе из вакуума в среду уменьшаются, а частота колебаний остается постоянной.

На рис. 9.8 показано разложение в спектр пучка белого света при прохождении его сквозь призму. Отдельные цвета спектра (возникающей за призмой цветовой полосы) называются спектральными цветами.

Луч белого света

Луч красного света

Луч фиолетового света

Красный

Оранжевый

Желтый

Зеленый

Голубой

Синий

Фиолетовый

Рис. 9.8

Луч белого света

Луч красного света

Луч фиолетового света

Красный

Оранжевый

Желтый

Зеленый

Голубой

Синий

Фиолетовый

Рис. 9.8

Цвет	Длина волны, 10-9 м
Ультрафиолетовое излучение	< 390
Фиолетовый	390
Синий	435
Голубой	495
Зеленый	570
Желтый	590
Оранжевый	630
Красный	770
Инфракрасное излучение	>770

Дисперсия проявляется лишь при распространении немонохроматических волн.

Определение угла отклонения монохроматического луча света призмой. Монохроматический луч света падает на призму под углом . Преломляющий угол призмы А, а показатель преломления n.

После двукратного преломления (на левой и правой гранях призмы) луч оказывается отклоненным на угол φ. Из рис. 9.9 следует, что

A

A

φ

Рис. 9.9

A

A

φ

Рис. 9.9

Тогда

Так как то

или

Тогда

§ 9.6 Интерференция

Интерференция присуща волнам любой природы. Интерферируют только когерентные волны.

Когерентные волны — волны, имеющие одинаковую частоту и постоянную во времени разность фаз.

Интерференция волн — явление, заключающееся в том, что при наложении когерентных волн в одних точках пространства колебания усиливают, а в других — ослабляют друг друга.

Интерференция света — частный случай интерференции волн. Явление, заключающееся в том, что при наложении когерентных световых волн происходит пространственное перераспределение светового потока: в одних местах возникают максимумы, в других — минимумы интенсивности.

Связь между разностью фаз φ и оптической разностью

хода ∆:

где — длина волны в вакууме.

Разность фаз двух когерентных световых волн:

где L = sn — оптическая длина пути (s – геометрическая длина пути световой волны в среде); n – показатель преломления этой среды; оптическая разность хода двух световых волн.

Условие интерференционных максимумов

Условие интерференционных минимумов

где k = 0, 1, 2, … .

Чтобы наблюдать интерференцию света, необходимо получить когерентные световые пучки. До появления лазеров во всех приборах для наблюдения интерференции света когерентные пучки получались путем разделения и последующего сведения световых лучей, исходящих из одного и того же источника.

Для этого использовались щели, зеркала и призмы.