Дисперсия света

Зависимость показателя преломления вещества n от частоты проходящего через него света называется дисперсией света. Дисперсия объясняется взаимодействием световой волны с электронами, входящими в состав молекул и атомов вещества.

Под действием электромагнитного поля световой волны эти электроны начинают совершать вынужденные колебания с частотой этой волны. Поскольку амплитуда колебаний зависит от соотношения между этой частотой и собственной частотой колебаний электронного облака, то при разной частоте амплитуда будет разной. Разной при этом будет и диэлектрическая проницаемость вещества ?.

Но показатель преломления связан с диэлектрической проницаемостью соотношением n = ?? , и если ? зависит от частоты света, значит, и n будет зависеть от этой частоты. Следствием дисперсии света является разложение призмой пучка белого света в спектр.

Это явление лежит в основе конструкций спектральных аппаратов (спектрографы, спектроскопы). Направленное в спектрограф излучение сначала попадает в коллиматор — трубу, на одном конце которой имеется ширма с узкой щелью, а на другом — собирающая линза.

Щель находится в фокальной плоскости линзы, поэтому расходящийся световой пучок, попадая из щели на линзу, выходит из нее параллельным пучком и падает на призму. Из призмы выходят параллельные пучки разного цвета, не совпадающие друг с другом по направлению.

Они падают на вторую линзу, а пройдя через нее — на эк­ран, который устанавливают в фокальной плоскости второй линзы. Вторая линза фокусирует на экране целый ряд изображений (вместо одного изображе­ния щели). Каждой частоте (узкому спектральному интервалу) соответствует свое изображение. Все эти изображения вместе и образуют спектр.

Спектроскоп отличается от спектрографа тем, что в нем вместо второй линзы и экрана используют зрительную трубу для визуального наблюдения спектров.