Ono što razlikuje difrakcijski spektar od disperzije

Većina činjeničnih informacija o pojavama i prirodi oko nas dobiva čovjek pomoću percepcije pomoću organa vizualne percepcije, koje stvara svjetlost. Fenomen svjetla koji se proučavaju u fizici opisan je u odjeljku Optika.

Svjetlost je po svojoj prirodi elektromagnetski fenomen, što upućuje na istovremenu manifestaciju i valnih (interferencijskih, difrakcijskih, disperzijskih) i kvantnih svojstava (fotoelektrični efekt, luminescencija).

Razmotrimo dva važna valna svojstva svjetlosti: difrakciju i disperziju.

Difrakcija svjetlosti

Koncept svjetlosnog snopa široko se koristi u geometrijskoj optici. Takav fenomen smatra se uskim snopom svjetlosti koji se širi ravnom linijom. Takvo širenje svjetla u homogenom okruženju nama se čini tako uobičajenim, što je prihvaćeno kao očito. Dovoljno uvjerljiva potvrda ovog zakona može biti formiranje sjene koja se pojavljuje iza neprozirne prepreke koja stoji na putu svjetlosti. Svjetlost se pak emitira iz točkastog izvora.

Fenomen koji se javlja kada se svjetlost širi u mediju s izraženim nehomogenostima je difrakcija svjetlosti.

Difrakcija svjetlosti

Dakle, difrakcija se odnosi na skup fenomena koji su uzrokovani svjetlosnim zrakama koje se savijaju oko prepreka koje se pojavljuju na njihovom putu (u širem smislu: svako odstupanje od zakona geometrijske optike tijekom širenja valova i udara ih u područja geometrijske sjene).

Difrakcija se jasno vidi kada su parametri nehomogenosti (rešetkasti prorezi) razmjerni s dugom valnom duljinom. Ako su dimenzije prevelike, tada se promatraju samo na značajnim udaljenostima od nehomogenosti.

Prilikom zaokruživanja nehomogenosti, svjetlosni snop širi se u spektar. Spektar raspadanja koji se dobiva ovim fenomenom naziva se difrakcijski spektar. Difrakcijski spektar se također naziva rešetka.

Svjetlosna disperzija

Različiti apsolutni indeksi loma medija odgovaraju različitim brzinama širenja valova. Iz Newtonovog istraživanja slijedi da apsolutni indeks loma raste s povećanjem frekvencije svjetlosti. Tijekom vremena, znanstvenici su ustanovili činjenicu da kada se razmatra svjetlost kao val, svaka boja mora biti postavljena tako da odgovara valnoj duljini. Važno je da se te valne duljine neprestano mijenjaju, reagirajući na različite nijanse svake boje.

Ako se tanki snop sunčeve svjetlosti usmjerava na staklenu prizmu, nakon prelamanja moguće je promatrati raspadanje bijele svjetlosti (bijela svjetlost - skup elektromagnetskih valova s ​​različitim valnim duljinama) u višeslojni spektar: sedam osnovnih boja - crvena, narančasta, žuta, zelena, plava, plave i ljubičaste boje. Sve te boje glatko se pretvaraju jedna u drugu. U manjoj mjeri, crvene zrake odstupaju od početnog smjera, au većoj mjeri i ljubičaste.

Svjetlosna disperzija

To može objasniti pojavu objekata u boji u različitim bojama, budući da je bijelo svjetlo zbirka različitih boja. Na primjer, boja lišća biljaka, osobito zelene boje, zbog činjenice da je na površini lišća apsorpcija svih boja osim zelene. To je ono što vidimo.

Dakle, disperzija je fenomen koji karakterizira ovisnost refrakcije tvari o valnoj duljini. Ako govorimo o svjetlosnim valovima, disperzija disperzije se naziva fenomen ovisnosti brzine svjetlosti (kao i indeksa loma svjetlosti) o duljini (frekvenciji) svjetlosnog snopa. Zbog disperzije, bijelo svjetlo se raspada u spektar dok prolazi kroz staklenu prizmu. Zato se na sličan način rezultirajući spektar naziva disperzija. Na izlazu iz prizme dobivamo proširenu svjetlosnu traku s bojom koja se neprestano mijenja (glatko). Spektar disperzije se također naziva prizmatični.

Difrakcijski i disperzijski spektri

Ispitivali smo fenomene difrakcije i disperzije, kao i njihove posljedice - dobivanje difrakcijskih i disperzijskih spektara. Sada obratite posebnu pozornost na njihove razlike.

Metode za dobivanje spektara:

  • Difrakcijski spektar: često dobiven pomoću tzv. Difrakcijske rešetke. Sastoji se od prozirnih i neprozirnih traka (ili reflektirajućih i nereflektirajućih). Ti se pojasovi izmjenjuju s razdobljem čija vrijednost ovisi o valnoj duljini. Kada udari u rešetku, svjetlost se dijeli na grede, za koje se promatra fenomen difrakcije i raspadanje svjetla u spektar.
  • Disperzijski spektar: za razliku od difrakcijskog spektra, on se dobiva kao rezultat prodora svjetlosnog vala kroz tvar (prizmu). Kao rezultat prolaza, monokromatski valovi prolaze kroz refrakciju, a kut loma će biti različit.

Raspodjela i priroda boja u spektrima:

  • Difrakcijski spektar: od prvog do posljednjeg u spektru boja su ravnomjerno raspoređeni. I pojavljuju se od ljubičaste do crvene, naime u uzlaznom redu.
  • Spektar disperzije: komprimiran u crvenom dijelu spektra i rastegnut u ljubičastom. Boje su poredane po redoslijedu od crvene do ljubičaste, to jest, u silaznom redoslijedu, nasuprot povećanju difrakcijskog spektra.

Konačne informacije

Dakle, razmatrane karakteristike pokazuju da difrakcijski uzorak značajno ovisi o valnoj duljini svjetlosti koja ide oko prepreke. Stoga, ako je svjetlost ne-monokromatska (na primjer, bijela svjetlost o kojoj razmišljamo), tada se difrakcijski maksimumi intenziteta za različite valne duljine jednostavno divergiraju i tvore difrakcijski spektri. Oni imaju značajnu prednost u odnosu na spektre koji nastaju zbog disperzije zraka koje prolaze kroz prizmu. Međusobno raspoređivanje boja u njima ne ovisi o svojstvima materijala iz kojih su izrađeni zasloni i prorezi rešetke, nego je jedinstveno određena samo valnim duljinama i geometrijom uređaja (primjerice prizma) i može se izračunati isključivo iz geometrijskih razmatranja.

Preporučeno

Razlike bimetalnih radijatora od aluminija
2019
Što znači bolje "Klaira" ili "Zoeli"
2019
Što čini konjak od viskija
2019