Дисперсия света

Окружающий нас мир играет красками: нас радует и волнует голубизна неба, зелень травы и деревьев, красное зарево заката, семицветная дуга радуги.
Как можно объяснить удивительное
многообразие красок в природе?

Цель урока:
дать понятие о дисперсии света
объяснить дисперсию с точки зрения электромагнитной теории
объяснить происхождение цветов окружающих нас тел

Исаак Ньютон –
английский физик и математик
занимаясь усовершенствованием телескопов, обратил внимание на то, что изображение, даваемое объективом, по краям окрашено
(1643 -1727)

Опыт И. Ньютона
Проходя через призму солнечный свет преломлялся и давал на стене изображение с радужным чередованием цветов

Спектральный состав света
Первым на спектральный состав света обратил внимание Исаак Ньютон. Ученый выяснил, что радужная полоска образовалась благодаря разным величинам отклонения лучей различных цветов, т.е. лучей с различными длинами волн.
Так Ньютоном была открыта дисперсия света.

Радужная полоска - спектр
от латинского «spectrum»- вúдение
Каждый охотник желает знать
где
сидит
фазан

Закрыв отверстие красным стеклом, Ньютон наблюдал на стене только красное пятно.
Волна одного цвета –
монохроматическая

Закрыв отверстие синим стеклом, Ньютон наблюдал на стене только синее пятно
Волна одного цвета –
монохроматическая

Каждой цветности соответствует своя длина и частота волны

Длины волн монохроматического света

Опыт И. Ньютона
Объяснение дисперсии света

Разная степень преломляемости связана с разной скоростью распространения света разных частот в данной среде.
Зависимость показателя преломления света от частоты колебаний (или длины волны) называется дисперсией.
Вследствие различной степени преломляемости разных монохроматических цветов пучок белого света разлагается призмой в спектр.

Синтез белого света
с помощью призм
Собрав линзой вышедшие из призмы цветные пучки, Ньютон получил на белом экране вместо окрашенной полосы белое изображение отверстия

Выводы из опытов Ньютона:
призма не изменяет свет, а лишь разлагает его на составные части;
белый свет как электромагнитная волна состоит из семи монохроматических волн;
световые пучки, отличающиеся по цвету, отличаются по степени преломляемости;
наиболее сильно преломляются фиолетовые лучи, меньше других - красные;
красный свет имеет наибольшую скорость в среде, а фиолетовый - наименьшую, поэтому призма и разлагает свет.

Дисперсией объясняются
многие явления природы:
Радуга
Цвета непрозрачных тел
Цвета прозрачных тел
Игра драгоценных камней

Радуга
Радуга –это спектр солнечного света
Он образован разложением белого света в каплях дождя
Из дождевых капель под разными углами преломления выходят широкие разноцветные пучки света
Наблюдатель, находясь вне зоны дождя, видит радугу на фоне облаков, освещаемых солнцем, на расстоянии 1 – 2 км
Условия возникновения
радуги:
1.Радуга появляется, только когда
выглянуло из-за туч солнце и
только в стороне, противоположной солнцу.
2.Радуга возникает, когда солнце
освещает завесу дождя.
3.Радуга появляется при условии, что угловая высота солнца над
горизонтом не превышает 42º

В водяной капле
происходят оптические явления:
Преломление света
Дисперсия света Отражение света

Цвет непрозрачных предметов
Многообразие цветов и оттенков в окружающем нас мире объясняет явление дисперсии.
При взаимодействии с различными телами лучи света разного цвета по-разному отражаются и поглощаются этими телами.
Тела, окрашенные в белый цвет, отражают лучи света разных частот одинаково хорошо.
Тела, окрашенные в черный цвет, поглощают лучи света разных частот одинаково хорошо.
Непрозрачные тела окрашиваются в тот цвет, лучи света которого они хорошо отражают.

Цвет прозрачных тел
Цвет прозрачного тела определяется составом того света, который проходит через него.
Если прозрачное тело равномерно поглощает лучи всех цветов, то в проходящем белом свете оно бесцветно, а при цветном освещении имеет цвет тех лучей, которыми освещено.
При пропускании белого света через окрашенное стекло оно пропускает тот цвет, в который окрашено.
Это свойство используется в различных светофильтрах.

Игра драгоценных камней
Явлением дисперсии при многократном преломлении света объясняется игра драгоценных камней
Драгоценные камни нам кажутся цветными, так как содержащиеся в них примеси поглощают некоторые составляющие белого света

Выводы:
Дисперсия – явление разложения белого света в спектр
Белый свет – сложный, состоит из семи монохроматических цветов.
Показатель преломления среды зависит от цвета света
Свет с разными длинами волн распространяется в среде с разными скоростями: фиолетовый с наименьшей, красный - наибольшей

Закрепление
изученного материала
«Светофор»
Используя цветные кружки, выберите правильный ответ.

1. Как называется зависимость показателя преломления от частоты колебаний или длины волны? Дисперсия
Интерференция
Дифракция
Проверь себя

2. На призму направили световой пучок малого поперечного сечения. Световой пучок преломляется призмой и падает на экран. Какая картина будет наблюдаться на экране?
Темное пятно
Светлое пятно
Спектр
Проверь себя

3. Что можно сказать о скорости распространения электромагнитных волн разных частот в вакууме?
Красный свет имеет наибольшую скорость
Фиолетовый цвет имеет наименьшую скорость
Электромагнитные волны распространяются в вакууме с одинаковой скоростью 300000 км/с
Проверь себя

4. Наблюдение за гиацинтовым арой ведется в белом свете, через красный и синий светофильтры. При каком наблюдении птицу можно лучше рассмотреть?
Через красный светофильтр
Через синий светофильтр
В белом свете
Проверь себя

5. Какое физическое явление лежит в основе образования радуги?
Интерференция
Дисперсия
Дифракция
Проверь себя

Объясните результат опыта со спектральным кругом