Дисперсія світла.
При состереженні за різними світловими явищами, Ньютон виконав такий експеримент. На бічну поверхню скляної тригранної призми він спрямував через отвір у діафрагмі червоний промінь світла. На екрані за призмою спостерігалася червона пляма, що мала форму отвору, через який пропускали промінь. Замінивши колір променя на зелений, було помічено, що тепер пляма зеленого кольору була на екрані в іншому місці, ніж червона. Це показувало, що зелений колір у призмі заломлювався сильніше, ніж червоний. Отже абсолютний показник заломлення скла для червоних променів nч менший, ніж для зелених nз. Тому червоні промені поширюються в склі швидше, ніж зелені. Перевіряючи дану залежність для інших кольорів, можна зробити висновок, що швидкість поширення світлових променів у склі тем менша, чим більша у них частота коливань, або чим менша у них довжина хвилі. Таке явище характерне для всіх прозорих середовищ.
Залежність швидкості поширення хвиль у середовищі від їх довжини ( частоти ) називається дисперсією.
Таку залежність представляють графічно, як n = f (l) або як n = f (n) .
Якщо із збільшенням довжини хвилі показник заломлення зменшується, то така дисперсія називається нормальною. В інших випадках дисперсія називається аномальною.
При освітленні призми білим світлом було одержано розклад світла на кольори, тобто суцільний спектр. У цьому спектрі монохроматичні кольори ідуть один за одним безперервно. У спектрі чітко виділяється сім кольорів:
червоний, оранжевий, жовтий, зелений, голубий, синій і фіолетовий.
Розглядаючи криву дисперсії для скла, можна бачити, що показник заломлення в області коротких хвиль при зміні довжини хвилі змінюється швидко, а в області довгих хвиль – повільно. Тому дисперсійний або призматичний спектр білого світла стиснутий у червоній ділянці і розтягнутий у фіолетовій. А крім того у ньому кольори розміщуються у порядку зменшення довжини хвилі.
Якщо кольорові промені, одержані призмою об’єднати разом, то одержиться біле світло.
Якщо складати разом два монохроматичні промені, то утворюється кольрове світло. Наприклад суміш червоного і зеленого світла дає жовтий колір, а зеленого і фіолетового – синій.
Якщо змішувати в різних пропорціях випромінювання трьох кольрів - червоного, зеленого і фіолетового, то можна одержати будь-яке забарвлення променів.
Ці три кольори називаються основними кольорами.
При змішуванні двох кольорів іноді можна одержати біле світло. Такі кольори називаються додатковими. Це можуть бути жовті і сині кольори.
Колір прозорого тіла визначається складом того світла,
яке проходить через це тіло
Наприклад, синє скло, освітлене білим світлом, пропускає лише синій колір, а всі решта поглинає.
Але багато прозорих тіл неоднаково поглинають випромінювання різних кольрів. Якщо прозора речовина рівномірно поглинає всі промені, то при освітленні її білим світлом вона буде безбарвною. Якщо тіло дуже поглинає промені всіх кольорів, то воно здається чорним. Якщо тіло має вибіркове поглинання, то його колір буде залежати від того, яким світлом його освітлюють.
Колір непрозорого тіла у відбитому світлі визначається
сумішшю променів тих кольорів, які воно відбиває.
Якщо тіло відбиває всі кольори, то воно здається білим. А якщо воно не відбиває ніяких кольорів, воно чорне.
Інфрачервона і ультрафіолетова ділянки спектра.
Дослідження спектра білого світла показало, що за червоною ділянкою спектра термометр нагрівається. Це означає, що в спектрі білого світла за червоними променями є невидимі промені, довжина хвиль яких більша, ніж у червоних. Ці промені називаються інфрачервоними. Вони мають яскраво виражену теплову дію, тому їх ще називають тепловими променями. Ці промені заломлюються слабше, ніж червоні. Їх довжина становить від 0,76 до 360 мкм.
Досліджуючи короткохвильову ділянку спектра, було виявлено, що за фіолетовою ділянкою містяться невидимі промені, які мають чітко виражену хімічну дію. Ці промені дістали назву ультрафіолетових.
Вони заломлюються більше, ніж фіолетові.Їх довжина становить від 0,4 до 0,005 мкм.
Інфрачервоні промені випромінюють усі тіла в природі. Це приводить до охолодження тіл. Інфрачервоне випромінювання Землі виносить в простір енергію, тому поверхня Землі охолоджується. Коли на небі є хмари, то охолодження є меншим, ніж тоді, коли атмосфера прозора.
Ультрафіолетові промені вбивають бактерії, тобто є добрим дезинфектором. У невеликих дозах є корисними для людини, є причиною загару.
У техніці інфрачервоні промені використовують для сушіння харчових продуктів і матеріалів, для сигналізації при поганій видимості, для фотографування в темноті. Їх також застосовують в науці і у військовій справі.
Ультрафіолетові промені використовують у фотографії, для виявлення прихованих написів або стертого тексту. В науці використовують для вивчення будови зовнішніх електронних оболонок атомів. У медицині – для лікування деяких захворювань.
Спектральний аналіз.
Для спостереження і вивчення спектрів користуються спектроскопами і спектрографами.
Спектри можна одержати від тіл, які випромінюють світло, або від тіл, які пропускають через себе світло.
Спектри, утворені від самостійних світних тіл, називають спектрами випромінювання.
Спектри випромінювання бувають трьох типів: суцільні, лінійчасті і смугасті.
Суцільні спектри утворюються від світних твердих і рідких тіл внаслідок їх нагрівання.
Лінійчасті спектри утворюються від розжарениз тіл, що перебувають в стані газу або пари. Спектр має вигляд вузьких ліній різних кольорів, поділених темними проміжками.
Вивчення лінійчастих спектрів показало, що кожний хімічний елемент дає свій лінійчастий спектр, який не збігається з спектрами інших елементів.
Смугасті спектри складаються з ряду світлих смуг, поділених темними проміжками. Такі спектри дають гази, що перебувають у молекулярному стані.
| 
