Dispersia luminii în prisme optice. Dispersia anomală.
Tag-uri
Partajeaza in Google Classroom
Transcript
în prima lecție de optică ondulatorie
vom discuta despre fenomenul de
dispersie a lumii definiția dispersiei
luminii este următoarea fenomenul
de variație a indicelui de refracție
n al unui mediu în funcție de lungimea
de undă a radiațiilor electromagnetice
ce se propagă prin el se numește
dispersia luminii aduc aminte că
am discutat despre indicele de
refracție în prima lecție de optică
geometrică El este definit ca raportul
dintre viteza luminii în vid și
viteza luminii în mediul respectiv
V și prin definiție prin această
definiție El este întotdeauna mai
mare decât 1 pentru că viteza luminii
în vid este viteza maximă universală
Și de ce acest an variază cu lemne
aceasta este pe scurt pus este
în țară numelui de dispersie a
luminii în domeniul radiațiilor
vizibile care înseamnă o lungime
de undă între 400 și 700 de metri
se obține separarea luminii albe
care este o suprapunere toate lungimile
de undă din spectrul vizibil în
undele componente Ce corespund
culorii fiecărei lungim de unt
cazi explicăm un pic de radiațiile
vizibile au lungimi de undă un
anumit interval și o frecvență
corespunzătoare întrun intervalul
vă aduc aminte că Lambda este prin
definiție produsul dintre viteza
de propagare a Bradea selectro
magnetice respective luminii în
particular și perioada a iar prin
definiția perioadei obținem că
este V împărțit la nu frecvența
Deci avem un corespondență directă
între lungimea de undă și frecvența
doar ce viteza V este o constantă
este ce împărțit la n pentru mediul
dată deci avem un spectru de lungimi
de undă și frecvențe ochiul nostru
percepe o frecvență a luminii ca
o culoare Deci fiecărei valori
a lui nu a frecvenței sau a lungimii
de undă îi corespunde o culoare
în ochiul uman lumina albă este
suprapunerea tuturor frecvențelor
de toate lungimile de undă sau
frecvent toate frecvențele din
acest interval al radiațiilor vizibil
mai exact culorile sunt percepute
de către ochiul uman conform acestui
tabel Dacă lungimea de undă exprimată
nanometri este întruna numit interval
obținem o anumită culoare o senzație
de o anumită culoare în ochiul
nostru lungimi de undă mici corespund
culorilor violet albastru și Pe
măsură ce ne apropiem de lungimi
de undă mari obținem culori spre
roșu corespondența între Veneției
este invers violet va fi la frecvențe
mai mari și albastru și roșu va
fi la frecvențe mai mici putem
fenomenul de dispersie a luminii
și anume faptul că n depinde de
Lambda pentru a separa lumina albă
în culorile componente folosind
de obicei o prismă optică Deci
ceea ce vedeți în această imagine
este o prismă optică care e făcută
din sticlă Ce separă printro dublă
refracție lumina incidentă raza
de lumina incidenta Alba în mai
multe raze de lumină dar colorate
adică cu anumit interval pentru
lungimea de un de lemne corespunzător
acestui tabel Cum se întâmplă acesta
e ușor de explicat plecând de la
cererea doua lege a refracție care
spune că n1 sinus de e este egal
cu n 2 sinus de aer Unde este unghiul
de incidență relativ la normală
și R este unghiul de refracție
relativ la normală în cazul acesta
din două refracție dacă n1 și N2
sunt funcții de lambda datorită
fenomenului de dispersie atunci
rezultă că unghiul de refracție
la rândul lui va fi o funcție de
la datorită acestei ecuații rezultă
că d și unghiul de incidență este
unic cel al razei de a de lumină
albă unghiul de refracție final
după două ore fracții va fi dependent
de lungimea de undă a oscilației
electromagnetice corespunzătoare
și din acest motiv obținem diferite
unghiuri de refracție pentru diferite
lungimi de undă adică pentru diferite
culori și obținem acestora frumos
de culori dintre o prismă optică
numai prismă optică este situația
instrumentul sau situația în care
observăm aceasta acest fenomen
un alt fenomen foarte cunoscut
este cel deformarea unui curcubeu
precum vedeți în această imagini
ceea ce este necesar pentru formarea
unui curcubeu Este o sursă puternică
de lumină precum soarele de lumină
albă și un mediu de propagare dance
în vapori de apă precum După ploaie
și atunci această lumină albă va
suferi multiple refractii în picăturile
sau în vaporii de de apă din atmosferă
formând prin același fenomen de
multiplă refracție acest frumos
curcubeu Haide să discutăm un pic
despre prismă optică și folosirea
dispersiei luminii în prismă optică
Pentru a măsura această dependență
a lui n de la Deci prinsă miop
care a fost discutată de asemeni
în cea de a doua lecție de optică
geometrică E formată din sticlă
e făcută din sticlă și are o formă
triunghiulară Ești o scenă adică
cu două laturi egale în secțiune
și poate descompune după cum a
spus un fascicul alb incident radiațiile
componente prin dubă dublă refracție
de asemeni ia poate fi folosită
pentru măsurarea dependenței indicelui
de refracție de lungimea de undă
lent mai exact dacă în loc de un
fascicul alb incident folosim un
fascicul de o lungime de undă Lambda
anume să zicem un fascicul din
intervalul de lungimi de undă pentru
culoarea roșie Deci cu o valoare
fixă a lui Landa atunci putem măsura
indicii de refracție ce corespunde
acestui la aceasta imagine vedeți
o prismă optică făcută din sticlă
cu două laturi ale triunghiului
din secțiunea transversală egal
de știu unghi isoscel în care pătrunde
o rază de lumină cu o lungime de
unda fixă ce corespunde culori
roșii și această raze de lumină
va avea o primă rest refracție
și apoi o adunare fracție și va
ieși unghiurile ce descriu acest
tip de experiment Optic sunt unghiul
prismei care este unghiul de la
Vârful prisme notat cu a și deviația
prismei care sunt Notează cu d
care este unghiul dintre raza incidență
și raza reflectată final despre
aceste despre proprietățile și
ecuațiile prismei optice am vorbit
în cea de a doua lecție de optică
geometrică vă invit să revedeți
acea lecție ce am obținut în acea
lecție sunt următoarele ecuații
în primul rând ecuațiile de refracție
în sine la prima refracție avem
sinus de 1 este egal cu n unde
n este indice de refracție al sticlei
sinus de aer 1 și la cea de a doua
refracție sinus de 2 este egal
cu n sinus de r2 de asemenea obținut
ecuațiile pentru cele două unghii
pentru a am obținut că este egal
cu suma dintre R1 și iar 2 ia pentru
deviația prismei nopți nu că este
egală cu suma dintre 1 și 2 minus
unghiul prismei a deviația prismei
depinde de la Deci acest D depinde
de la din motivele discutate până
acum acesta este unghiul total
de refracție dar după cum am discutat
unghiul de refracție depinde de
de lungimea de undă Deci Deva în
sine va depinde de lemne și minimă
acest punct de viață este minim
atunci când raza de lumina se propagă
Simetric față de bisectoarea a
prismei adică bisectoarea este
dreapta care separă unghiul a în
două și Dacă aranjăm experimentul
în așa fel Deci unghiul de incidență
îl variez în așa fel încît raza
ce se propagă în interiorul prismei
să fie perpendiculară pe bisectoare
atunci avem o situație de simetrie
a razei a parcurs ului sau geometrie
razei față de prismă și atunci
de are această valoare minimă dacă
raza este simetrică față de bisectoare
avem următoarele ecuații 1 va fi
egal cu e 2:00 și notam acest unghi
de incidență cu e la fel R1 va
fi egal cu r2 și notăm acest sunt
de refracție cu aer pur și simplu
din simetria probleme se poate
vedea că dacă raza în interior
este perpendiculară pe bisectoarea
Ce în parte în unghiuri egale unghiul
A atunci nu nu va fi egal cu iar
2 și 1 egal cu el îi doi de asemeni
după cama sus în acest caz de obținem
o valoare minimă pentru unghiul
de deviație de acesta este mecanismul
prin care Putem verifica întrun
xperiment că ne aflăm în situația
de simetrie a razei față de bisectoare
și anume veri mi-1 și măsurăm de
până când obținem o valoare minimă
a lui de când valoarea lui e 1
pentru care d este minim corespunde
situației în care raza este simetrică
față de bisectoare și atunci avem
aceste egalități și în concluzie
putem scrie că de minim este egal
cu 2-a minus a și a este egal cu
doi i de asemeni aceste Două ecuații
de vin identice și anume că sinus
de e este egal cu n sinus de aer
înlocuind obținem că n este egal
cu sinus de e Care este de minim
plus a împărțit la 2 împărțit la
sinus de aer Care este a împărțit
la 2 după cum am spus de depinde
de la Anda și în concluzie obținem
ecuația indicelui de refracție
ca o funcție de lungimea de undă
la Haide să discutăm un pic la
final despre proprietățile dispersiei
dispensă este de două tipuri de
Sper să se numește normală dacă
modul în care indicele de refracție
n variază cu lemne este o scădere
și adică este mai mare pentru radiațiile
violete care au lungimea de undă
cea mai mică înspre spectrul vizibil
decât pentru cele roșii care au
lungimea de undă cea mai mare pentru
a reprezenta grafic această proprietate
Deci avem un grafic pe axa verticală
avem indicele de refracție vă reamintesc
definit ca c împărțit la V și pe
axa orizontală avem lungimea de
undă Lambda care se măsoară în
metri în spectrul vizibil care
începe undeva la 400 de nanometri
și se termină la 700 de nanometri
avem următoarea dependență a lui
Anda Land amintesc de asemeni că
e n y Avalor întotdeauna mai mari
decât 1 și undeva până pe la 3:00
Max Deci dispersia normală înseamnă
o dependență de genul acesta Pe
măsură ce lungimea de undă crește
indicele de refracție scade Deci
n scade cu lemne acesta este așa
numita dispersie normal există
și o dispersie anormal în care
indicele de refracție crește cu
lemne în zona Albastru Verde adică
în această în acest interval de
lungimi de undă ce scade în restul
intervalului Lambda pentru radiații
vizibile pentru a reprezenta grafic
deci există o zonă intermediară
undeva între 450 de nanometri și
570 de nanometri și dispersia normal
înseamnă că avem aceeași dispersie
până ajungem aceeași dependență
a lui Anda Lambda până ajungem
la 450 Când începe să crească până
ajunge la valoarea de 570 apoi
scade din nou Deci această curbă
cele doua curbă descrie fenomenul
de dispersie normal motivul sau
cauza acestei creșteri a lui n
cu Landa în această în acest interval
de lungimi de unde se de frecvență
se datorează absorție radiațiilor
de către atomii mediului de refracție
care depinde de la Deci atomii
mediilor transparente folosite
practic pentru studiu dispersii
verii tipuri de sticlă sau de plastice
transparente atomilor absorb radiațiile
din acest cu aceste frecvențe cu
aceste lungimi de unt iar intensitatea
ecuația Ce descrie absorția radiațiilor
este variației intensității ca
funcție de distanță străbătută
de lumină sau de radiație Ektro
magnetică în mediul respectiv d
este distanța străbătut intensitatea
la distanța de este intensitatea
0 la momentul pătrunderii în mediul
muncitor cu o funcție descrescătoare
exponențială de de unde distanța
Dej unde Alfa este o cu un coeficient
de absorbție ce depinde de la Deci
verii unde electromagnetice cu
verii lungimi de undă din acest
interval vor fi absorbite cu putere
sau cu eficiență diferită în funcție
de lemne și atunci obținem această
comportare anormală sau deosebită
pentru acest interval de lungimi
de undă
Dispersia luminii.Ascunde teorie X
Navigare în lectii
Cumpara abonament
