Номер 3, страница 151, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 11. Квантовые явления. Параграф 98. Излучение и спектры. Повторим изученное - номер 3, страница 151.

Условие.

• Что такое дисперсия света?

Решение.

Дисперсия света — это явление зависимости показателя преломления вещества от частоты (или, что эквивалентно, от длины волны) света. Вследствие этой зависимости пучок белого света, который является совокупностью волн разных частот, при прохождении через преломляющую среду (например, стеклянную призму) разлагается в спектр, то есть в цветную полосу.

Это явление было впервые подробно исследовано и объяснено Исааком Ньютоном в 1666 году. В своих опытах он направлял узкий пучок солнечного света на призму и наблюдал на экране разложенный спектр, состоящий из последовательности цветов: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый.

Причиной дисперсии является то, что скорость распространения световых волн в веществе зависит от их частоты $ν$ (или длины волны $\lambda$). Показатель преломления среды $\text{n}$ определяется как отношение скорости света в вакууме $\text{c}$ к фазовой скорости света в данной среде $\text{v}$:$n = \frac{c}{v}$

Так как скорость $\text{v}$ для волн разной длины волны различна, то и показатель преломления $\text{n}$ является функцией длины волны, $n = n(\lambda)$. Для большинства прозрачных веществ в видимой области спектра наблюдается нормальная дисперсия: с увеличением длины волны показатель преломления уменьшается. Это означает, что красный свет (наибольшая длина волны в видимом спектре) преломляется слабее, чем фиолетовый свет (наименьшая длина волны). Таким образом, для видимого света в стекле:$n_{красный} < n_{оранжевый} < ... < n_{фиолетовый}$

Согласно закону преломления света (закону Снеллиуса), $n_1 \sin\alpha = n_2 \sin\beta$, угол преломления $\beta$ зависит от показателя преломления $n_2$. Поскольку для фиолетового света показатель преломления больше, он отклоняется на больший угол, чем красный свет. В результате на выходе из призмы лучи разных цветов идут по разным направлениям, образуя спектр.

Ярким природным примером дисперсии является радуга, которая образуется в результате преломления и отражения солнечного света в каплях дождя, выступающих в роли миллионов крошечных призм. В технике дисперсия используется в спектральных приборах (спектроскопах, монохроматорах) для анализа состава света. Однако она также вызывает нежелательный эффект — хроматическую аберрацию в линзах, которая приводит к появлению цветных контуров у изображений.

Ответ: Дисперсия света — это явление разложения белого света в спектр при прохождении через вещество, которое обусловлено зависимостью показателя преломления этого вещества от частоты (или длины волны) световой волны.