Номер 4, страница 218 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Глава 6. Электромагнитная природа света. Параграф 52. Дисперсия света. Вопросы - номер 4, страница 218.

Условие.

4. Как объяснить получение радужной полоски — спектра белого света с помощью стеклянной призмы?

Решение.

Решение

Получение радужной полоски, или спектра, при прохождении белого света через стеклянную призму объясняется физическим явлением, которое называется дисперсией света. Это явление было впервые подробно исследовано и объяснено Исааком Ньютоном.

Белый свет, который мы воспринимаем как одноцветный, на самом деле является сложным. Он представляет собой совокупность электромагнитных волн разной длины, каждая из которых соответствует определённому цвету видимого спектра — от красного (наибольшая длина волны) до фиолетового (наименьшая длина волны).

Когда свет переходит из одной среды в другую, например, из воздуха в стекло, он преломляется, то есть изменяет направление своего распространения. Ключевым моментом является то, что показатель преломления вещества, в данном случае стекла, зависит от длины волны $\lambda$, а значит и от цвета, проходящего света. Эта зависимость и называется дисперсией. Для стекла в видимой части спектра показатель преломления $ n $ тем больше, чем меньше длина волны света. Таким образом, для фиолетового света он максимален, а для красного — минимален:

$ n_{\text{фиолетовый}} > n_{\text{зеленый}} > n_{\text{красный}} $

Когда пучок белого света падает на первую грань призмы, он преломляется. Из-за дисперсии каждый цвет преломляется под своим, немного отличным углом. Свет с большей длиной волны (красный) отклоняется на меньший угол, а свет с меньшей длиной волны (фиолетовый) — на больший. Таким образом, уже на первой границе раздела сред белый свет начинает разделяться на составляющие его цвета.

При выходе из призмы на второй грани свет снова преломляется, переходя из стекла в воздух. При этом угловое разделение между лучами разных цветов еще больше увеличивается. В результате из призмы выходит не единый белый луч, а широкий веер цветных лучей, которые, попадая на экран, и образуют радужную полоску — спектр. Порядок цветов в спектре всегда одинаков: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый.

Таким образом, призма не создает цвета, а лишь разделяет (разлагает) белый свет на его составные части.

Ответ:

Получение радужной полоски при прохождении белого света через стеклянную призму объясняется явлением дисперсии света. Дисперсия — это зависимость показателя преломления среды от длины волны (цвета) света. Белый свет является смесью волн разной длины (разных цветов). При прохождении через призму свет преломляется дважды (на входе и на выходе). Так как показатель преломления стекла для фиолетового света ($n_{\text{фиолетовый}}$) больше, чем для красного ($n_{\text{красный}}$), фиолетовые лучи отклоняются на больший угол, а красные — на меньший. В результате этого происходит пространственное разделение цветов, и белый свет разлагается в спектр.