Номер 2, страница 111 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

2. Какое явление называется дисперсией?

1. В 1666 году Исаак Ньютон провел основополагающий опыт по изучению природы света. Для этого он использовал темную комнату, в которую через небольшое отверстие в ставне проникал узкий пучок солнечного света. На пути этого пучка он установил стеклянную трехгранную призму.

Когда белый солнечный свет проходил через призму, он преломлялся и распадался на составляющие. На экране (противоположной стене) вместо белого светового пятна Ньютон наблюдал разноцветную полосу, которую он назвал спектром. Цвета в спектре располагались в строгой и неизменной последовательности: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый.

На основе этого наблюдения Ньютон пришел к выводу, что белый свет не является простым, а имеет сложную структуру, то есть представляет собой смесь лучей всех цветов спектра. Призма же не создает и не окрашивает свет, а лишь разделяет его на эти составляющие. Причиной такого разделения является то, что показатель преломления стекла зависит от цвета света: красный свет преломляется на наименьший угол, а фиолетовый — на наибольший.

Для подтверждения своей теории Ньютон провел и обратный опыт. Он собрал полученный спектр с помощью второй призмы, расположенной симметрично и перевернуто по отношению к первой. Пройдя через вторую призму, цветные лучи вновь объединились, и на экране появилось пятно белого света. Это окончательно доказало, что белый свет является составным.

Ответ: Исаак Ньютон пропустил пучок солнечного света через стеклянную призму, в результате чего белый свет разложился на цветной спектр. Этот опыт доказал, что белый свет является сложным по составу, а призма лишь разделяет его на монохроматические составляющие из-за различного преломления лучей разного цвета.

2. Дисперсией света (от лат. dispersio — рассеяние) называется явление зависимости показателя преломления вещества от частоты $\nu$ (или длины волны $\lambda$) световой волны. Внешним проявлением дисперсии является разложение пучка белого света в спектр при его прохождении через преломляющую среду (например, стеклянную призму или каплю воды).

Причиной дисперсии является то, что скорость распространения света $\text{v}$ в веществе зависит от его частоты (или длины волны). В то время как в вакууме скорость света $\text{c}$ постоянна для всех цветов, в среде свет разных цветов движется с разной скоростью. Для большинства прозрачных веществ в видимой части спектра (область нормальной дисперсии) скорость света тем больше, чем больше длина волны. Таким образом, красный свет (с большей длиной волны) распространяется в стекле быстрее, чем фиолетовый (с меньшей длиной волны).

Показатель преломления среды $\text{n}$ связан со скоростью света в ней соотношением $n = c/v$. Поскольку скорость $\text{v}$ зависит от длины волны, то и показатель преломления является функцией длины волны: $n = n(\lambda)$. Для нормальной дисперсии показатель преломления для красного света меньше, чем для фиолетового: $n_{красный} < n_{фиолетовый}$. Согласно закону преломления света, лучи с большим показателем преломления отклоняются на больший угол. Поэтому при прохождении через призму фиолетовый свет отклоняется сильнее красного, что и приводит к разделению цветов и образованию спектра.

Ответ: Дисперсия — это явление, заключающееся в зависимости показателя преломления вещества от длины волны (или частоты) света, следствием чего является разложение белого света в спектр при прохождении через преломляющую среду.