Экспериментальное исследование, страница 222 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 8. Элементы квантовой физики. Параграф 44. Модель атома водорода. Вопросы - страница 222.

Условие.

Экспериментальное исследование

Закрепите в лапку штатива экран со щелью, расположив его на фоне окна или лампочки (рис. 227). На расстоянии 30–40 см от экрана удерживайте рукой призму. Посмотрите через косые грани призмы на освещённую щель под некоторым углом $\alpha$. Убедитесь, что вы наблюдаете сплошной спектр. Загородите верхнюю часть щели светофильтром, например красного цвета.

Рис. 227

a) Сравните полученный спектр поглощения со сплошным спектром.

б) Замените светофильтр одного цвета на другой. Какие волны поглощает, а какие пропускает светофильтр?

Решение.

а)

При наблюдении света от источника (окна или лампочки) через щель и призму без светофильтра наблюдается сплошной спектр. Он представляет собой непрерывную цветную полосу, плавно переходящую от красного цвета к фиолетовому, что является результатом дисперсии белого света.

Когда часть щели перекрывается красным светофильтром, для этой части мы наблюдаем спектр поглощения. В этом спектре на фоне исходного сплошного спектра появятся тёмные полосы. Красный светофильтр пропускает свет в красной области спектра и поглощает свет в других областях (особенно в зелёной, синей и фиолетовой). Поэтому в полученном спектре яркой останется только красная полоса, а остальные цветовые области будут тёмными или полностью отсутствовать. Спектр, наблюдаемый от незакрытой части щели, останется сплошным. Таким образом, сравнивая два спектра, мы видим, что спектр поглощения — это сплошной спектр, из которого "вырезаны" (поглощены) определённые участки.

Ответ: Полученный спектр поглощения, в отличие от сплошного спектра, будет иметь тёмные полосы на месте тех цветов (длин волн), которые были поглощены красным светофильтром (в основном, это зелёный, синий и фиолетовый цвета). Яркой останется только красная часть спектра.

б)

Светофильтр — это оптическое устройство, которое избирательно пропускает свет в определённом диапазоне длин волн и поглощает в другом. Цвет светофильтра определяется теми длинами волн, которые он пропускает.

Если заменить красный светофильтр на другой, например, зелёный, то он будет пропускать преимущественно световые волны, соответствующие зелёному цвету, а волны других цветов (красный, оранжевый, синий, фиолетовый) будет поглощать. В результате в спектре поглощения мы увидим яркую зелёную полосу на месте тёмных полос для других цветов.

Таким образом, светофильтр поглощает волны почти всего видимого спектра, за исключением волн, соответствующих его собственному цвету, которые он пропускает. Если светофильтр пропускает несколько диапазонов длин волн, его цвет будет результатом смешения этих цветов.

Ответ: Светофильтр поглощает световые волны, не соответствующие его цвету, и пропускает волны, цвет которых мы и наблюдаем. Например, синий светофильтр поглощает все цвета радуги, кроме синего, а синие волны пропускает.