Разложение белого света на цвета. Дисперсия света

Конспект по физике для 9 класса «Разложение белого света на цвета. Дисперсия света». Каков состав белого света. Как зависит преломление света от цвета светового луча. Чем обусловлен цвет тела. Что такое дисперсия света.

Конспекты по физике    Учебник физики    Тесты по физике


Разложение белого света на цвета.
Дисперсия света

Мы привыкли видеть окружающий нас мир красочным и обычно не задумываемся над вопросами: а что же такое цвет тел? Можем ли мы рассматривать цвет как одно из основных свойств материальных объектов?

ОПЫТЫ НЬЮТОНА

До Ньютона вопросами о природе цвета занимались в основном художники, поэты и философы. Их рассуждения, как правило, касались пропорции смешения различных цветов, и на этой основе строились те или иные теории цвета. В частности, ещё в IV в. до н. э. древнегреческий учёный Аристотель выдвинул свою теорию цветов, согласно которой солнечный свет является простым, а все остальные цвета получаются из него в результате смешивания с различным количеством тёмного цвета.

В 1666 г. Ньютон, занимаясь усовершенствованием телескопов, обратил внимание на тот факт, что изображение, получаемое с помощью объектива телескопа, окрашено по краям. Предполагая, что это может быть связано с преломлением света, он направил узкий пучок солнечного света, образованного малым отверстием в ставне, на грань стеклянной призмы, установленной в затемнённой комнате. При этом на противоположной стене комнаты, выполнявшей роль экрана, появилось удлинённое изображение щели, состоящее из ряда цветных полос.

Результаты опыта озадачили Ньютона и породили ряд вопросов. Во-первых, почему белый свет, входящий в призму, выходил из неё в виде цветной полосы, содержащей семь цветов: фиолетовый, синий, голубой, зелёный, жёлтый, оранжевый и красный? Во-вторых, почему круглый в сечении пучок после преломления в призме оказался существенно растянутым в длину? Влияет ли вещество самой призмы на окрашивание белого света? Располагая цвета в определённой последовательности, Ньютон, по-видимому, учитывал последовательность цветов в радуге. Получившуюся на экране цветную полоску Ньютон назвал спектром (от лат. spectrum — изображение). Из опыта следовало, что белый свет является сложным: пройдя через призму, он разлагается на пучки различных цветов.

Однако далеко не все современники Ньютона согласились с этим выводом: слишком уж необычным казалось это предположение.

Между тем Ньютон нашёл простой и убедительный способ доказательства справедливости своей теории. Для этого он на пути пучка, прошедшего через призму, поместил вторую призму, повёрнутую на 180 относительно первой. При этом вторая призма действовала как собирающая линза: вышедший из неё пучок в точке схождения лучей становился белым.

ДИСПЕРСИЯ СВЕТА

Таким образом, опыты Ньютона убедительно свидетельствовали о том, что белый свет имеет сложную структуру. Вместе с тем Ньютона интересовал вопрос: оказывает ли влияние вещество призмы на характер окрашивания пучка? Для ответа на этот вопрос он закрывал отверстие в ставне поочерёдно синим и красным стеклом и наблюдал при этом синее и соответственно красное пятно на стене. Это означало, что призма не может влиять на цвет пучка.

Опытным путём Ньютон нашёл ответ и на другой важный вопрос: почему пучки разных цветов по-разному отклоняются призмой? В своём фундаментальном трактате «Оптика» Ньютон так сформулировал полученный им вывод: «Световые пучки, отличающиеся по цвету, отличаются по степени преломляемости». В наибольшей степени преломляются фиолетовые пучки, в наименьшей — красные.

Как известно, показатель преломления среды зависит от скорости света и в веществе: n = с/υ, где с — скорость света в вакууме. Следовательно, пучок фиолетового цвета преломляется в большей степени потому, что фиолетовый цвет имеет в веществе наименьшую скорость. Красные же лучи преломляются меньше других потому, что их скорость в веществе наибольшая.

Зависимость показателя преломления среды от цвета световых лучей Ньютон назвал дисперсией (от лат. dispersion — рассеяние).

ЦВЕТ ТЕЛА

Окружающий нас мир является красочным именно потому, что солнечный свет является сложным. Но всё же пока непонятно, почему траву и листья растений мы видим зелёными, мак — красным, одуванчик — жёлтым, а мел — белым? Почему различные предметы, освещённые одним и тем же солнечным светом, имеют разный цвет?

Чтобы разобраться в этом, будем освещать, например, синим светом поочерёдно синие, зелёные, жёлтые и красные листы бумаги из набора для изготовления аппликаций. Мы увидим, что только при освещении синей бумаги она будет казаться нам яркой. При освещении же синим светом бумаги других цветов она будет выглядеть тёмной. Это означает, что тела, имеющие синюю окраску, рассеивают в основном синие лучи, а остальные поглощают. Аналогично тела, имеющие красную окраску, в основном рассеивают красные лучи.

Белые тела, которые освещаются дневным светом, в равной степени рассеивают лучи всех цветов, поэтому мы их видим белыми. Чёрные же тела представляются нам чёрными потому, что они поглощают практически все падающие на них лучи.

Среди палитры цветов красный, синий и зелёный цвета относятся к основным.

Даже много позднее, в начале XIX в. великий немецкий поэт Гёте, обладавший исключительным авторитетом, выступил против теории цвета Ньютона. Одним из его аргументов было то, что любой цветной свет темнее белого и, следовательно, яркость не может быть получена из темноты.

 


Вы смотрели Конспект по физике для 9 класса «Разложение белого света на цвета. Дисперсия света»: Каков состав белого света. Как зависит преломление света от цвета светового луча. Чем обусловлен цвет тела. Что такое дисперсия света.

Вернуться к Списку конспектов по физике (Оглавление).

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *