Většina faktických informací o jevech a přírodě kolem nás je získávána člověkem pomocí vnímání prostřednictvím orgánů zrakového vnímání, které jsou vytvořeny světlem. Fenomény světla, které jsou studovány ve fyzice, jsou diskutovány v části Optika.
Svým charakterem je světlo elektromagnetickým jevem, což ukazuje na současné projevy obou vln (interference, difrakce, disperze) a kvantových vlastností (fotoelektrický efekt, luminiscence).
Zvažte dvě důležité vlnové vlastnosti světla: difrakce a disperze.
Difrakce světla
Pojem světelného paprsku je široce používán v geometrické optice. Takový jev je považován za úzký paprsek světla, který se šíří v přímé linii. Zdá se, že takové šíření světla v homogenním prostředí je pro nás tak běžné, což je považováno za samozřejmé. Dostatečně přesvědčivým potvrzením tohoto zákona může být vytvoření stínu, který se objeví za neprůhlednou překážkou, která stojí ve světle světla. A světlo je zase vydáváno bodovým zdrojem.
Fenomény, ke kterým dochází, když se světlo šíří v médiu s výraznými nehomogenitami, je difrakce světla.
Difrakce světla
Takže difrakce označuje soubor jevů, které jsou způsobeny světelnými paprsky ohýbanými kolem překážek, které se vyskytují v jejich dráze (v širokém smyslu: jakákoli odchylka od zákonů geometrické optiky během šíření vln a zasažení v oblastech geometrického stínu).
Difrakce je jasně vidět, když jsou parametry nehomogenity (mřížkové štěrbiny) úměrné dlouhé vlnové délce. Pokud jsou rozměry příliš velké, pak je pozorován pouze ve značné vzdálenosti od nehomogenity.
Při zaokrouhlování nehomogenit se světelný paprsek rozpíná do spektra. Spektrum rozkladu získané tímto jevem se nazývá difrakční spektrum. Difrakční spektrum se také nazývá mřížkování.
Rozptyl světla
Různé absolutní indexy lomu média odpovídají různým rychlostem šíření vln. Z Newtonova výzkumu vyplývá, že absolutní index lomu se zvyšuje s rostoucí frekvencí světla. V průběhu času vědci zjistili, že při posuzování světla jako vlny musí být každá barva nastavena tak, aby odpovídala vlnové délce. Je důležité, aby se tyto vlnové délky plynule měnily a reagovaly na různé odstíny každé barvy.
Je-li tenký paprsek slunečního světla nasměrován na skleněný hranol, je možné po lomu pozorovat rozklad bílého světla (bílé světlo - sada elektromagnetických vln s různými vlnovými délkami) do vícebarevného spektra: sedm základních barev - červená, oranžová, žlutá, zelená , modré, modré a fialové barvy. Všechny tyto barvy se plynule proměňují. V menší míře se červené paprsky odchylují od počátečního směru a ve větší míře od fialových paprsků.
Rozptyl světla
To může vysvětlovat výskyt zbarvení objektů v různých barvách,protože bílé světlo je kolekce různých barev. Například, barva listů rostlin, zejména zelené barvy, vzhledem k tomu, že na povrchu listů je absorpce všech barev, kromě zelené. To je to, co vidíme.
Rozptyl je tedy jev, který charakterizuje závislost lomu látky na vlnové délce. Pokud hovoříme o světelných vlnách, pak se disperzní disperze nazývá fenomén závislosti rychlosti světla (stejně jako index lomu světla) na délce (kmitočtu) světelného paprsku. Vzhledem k rozptylu se bílé světlo rozkládá do spektra, jak prochází skleněným hranolem. Proto se podobným způsobem výsledné spektrum nazývá disperze. Na výstupu z hranolu dostáváme expandovaný světelný pás s barvením, které se mění plynule (hladce). Disperzní spektrum se také nazývá prismatické.
Difrakce a disperzní spektrum
Zkoumali jsme jevy difrakce a disperze a jejich důsledky - získání difrakčních a disperzních spekter. Nyní věnujte zvláštní pozornost jejich rozdílům.
Metody získávání spekter:
- Difrakční spektrum: často získané pomocí tzv. Difrakční mřížky. Skládá se z průhledných a neprůhledných pásů (nebo reflexních a nereflexních). Tyto kapely se střídají s periodou, jejíž hodnota závisí na vlnové délce. Když narazí na mříž, světlo je rozděleno na paprsky, u kterých je pozorován jev difrakce a rozklad světla do spektra.
- Disperzní spektrum: na rozdíl od difrakčního spektra se získává v důsledku pronikání světelné vlny látkou (hranolem). V důsledku průchodu monochromatické vlny procházejí lomem a úhel lomu bude odlišný.
Rozložení a povaha barev ve spektrech:
- Difrakční spektrum: od prvního do posledního ve spektru, barvy jsou rovnoměrně rozmístěny. A vypadají od fialové po červenou, a to ve vzestupném pořadí.
- Disperzní spektrum: stlačené v červené části spektra a natažené ve fialové. Barvy jsou uspořádány v pořadí od červené do fialové, to znamená v sestupném pořadí, na rozdíl od zvýšení difrakčního spektra.
Závěrečná informace
Takže uvažované charakteristiky ukazují, že difrakční obrazec významně závisí na vlnové délce světla, která obíhá kolem překážky. Proto, pokud je světlo ne-monochromatické (například bílé světlo, které zvažujeme), pak se difrakční maxima intenzity pro různé vlnové délky jednoduše rozcházejí a tvoří difrakční spektra. Mají významnou výhodu oproti spektra, která vznikají v důsledku rozptylu paprsků procházejících hranolem. Vzájemné uspořádání barev v nich nezávisí na vlastnostech materiálů, ze kterých se dělají síta a štěrbiny mřížky, ale je jednoznačně určena pouze vlnovými délkami a geometrií zařízení (například hranolem) a může být vypočítána pouze z geometrických hledisek.
