Номер 6.13, страница 35 - гдз по физике 9 класс задачник Артеменков, Ломаченков

VI. Электромагнитная природа света - номер 6.13, страница 35.

Условие.

6.13 Объясните, почему при рассматривании предмета через призму вокруг него виден радужный ободок.

Решение.

Решение

Радужный ободок вокруг предмета, который наблюдается при его рассматривании через призму, является следствием физического явления, называемого дисперсией света.

Белый свет (например, солнечный), который мы обычно видим, на самом деле является сложным и состоит из электромагнитных волн разной длины, которые человеческий глаз воспринимает как разные цвета. Весь спектр видимого света условно делят на семь основных цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый.

Когда свет переходит из одной среды в другую (в данном случае из воздуха в стекло призмы, а затем обратно в воздух), он преломляется, то есть изменяет направление своего распространения. Степень преломления света зависит от показателя преломления среды. Важнейшим свойством материала призмы является то, что его показатель преломления $n$ неодинаков для света разных цветов (разных длин волн). Эта зависимость и называется дисперсией.

Для видимого света показатель преломления стекла наибольший для фиолетовых лучей (самая короткая длина волны) и наименьший для красных лучей (самая длинная длина волны). Согласно закону преломления света ($n_1 \sin\alpha = n_2 \sin\beta$), чем больше показатель преломления $n_2$, тем сильнее преломляется свет. Поэтому при прохождении через призму фиолетовый свет отклоняется на самый большой угол, а красный — на самый малый. Остальные цвета спектра отклоняются на промежуточные углы.

Таким образом, призма не просто отклоняет свет от предмета, но и разлагает его в спектр. Свет от каждой точки предмета превращается в маленькую радугу. Когда мы смотрим на предмет, эти маленькие радуги от разных точек накладываются друг на друга. В центральной части предмета все цвета смешиваются обратно, и мы видим его исходный цвет. Однако на краях предмета этого наложения не происходит, и мы видим четко разделенные цвета спектра в виде радужного ободка.

Ответ:

Радужный ободок вокруг предмета при рассматривании через призму возникает из-за дисперсии света — зависимости показателя преломления вещества призмы от длины световой волны (цвета). Белый свет, идущий от предмета, при прохождении через призму разлагается в спектр, так как лучи разных цветов (например, красный и фиолетовый) преломляются под разными углами. В результате изображение предмета для каждого цвета оказывается немного смещенным относительно других, что и создает видимые цветные полосы по его краям.