Номер 2, страница 238 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

2. Расскажите об опыте по преломлению белого света в призме. (Ход опыта, результаты, вывод.)

1. Дисперсией света называют явление разложения пучка белого света в спектр при его прохождении через преломляющую среду. Это явление обусловлено зависимостью показателя преломления $n$ вещества от частоты $ν$ (или длины волны $λ$) световой волны. Эта зависимость выражается функцией $n = f(ν)$ или $n = f(λ)$.

Скорость распространения света в веществе зависит от его частоты. Поскольку абсолютный показатель преломления определяется как $n = c/v$, где $c$ — скорость света в вакууме, а $v$ — скорость света в среде, то и показатель преломления зависит от частоты света. Для большинства прозрачных веществ (например, для стекла) в видимой части спектра наблюдается нормальная дисперсия: с увеличением частоты света (и уменьшением длины волны) показатель преломления возрастает. Это означает, что фиолетовый свет (с большей частотой и меньшей длиной волны) преломляется сильнее, чем красный свет (с меньшей частотой и большей длиной волны).

Ответ: Дисперсия света — это явление зависимости показателя преломления вещества от частоты (или длины волны) света, которое проявляется в разложении белого света на его составляющие цвета (спектр) при прохождении через преломляющую среду.

2. Опыт по преломлению белого света в призме был впервые поставлен Исааком Ньютоном в 1666 году и стал классической демонстрацией явления дисперсии.

Ход опыта: Ньютон затемнил комнату, оставив в ставне лишь небольшое круглое отверстие, через которое внутрь проникал узкий пучок солнечного света. На пути этого пучка он поместил стеклянную трехгранную призму. За призмой располагался экран, на котором Ньютон наблюдал изображение, создаваемое прошедшим через призму светом.

Результаты: Вместо белого пятна, которое можно было бы ожидать, на экране появилась разноцветная полоса, которую Ньютон назвал спектром. Эта полоса состояла из непрерывного ряда цветов, плавно переходящих друг в друга в следующей последовательности: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. При этом красный свет отклонялся призмой на наименьший угол от первоначального направления, а фиолетовый — на наибольший. Таким образом, пучок белого света, пройдя через призму, не только отклонился, но и растянулся в цветную полосу.

Вывод: На основании этого опыта Ньютон сделал революционный вывод: белый свет не является простым, а представляет собой сложную смесь лучей различных цветов. Призма не окрашивает свет, а лишь разделяет его на составные части из-за того, что показатель преломления стекла для разных цветов различен. Красный свет преломляется слабее всего (для него показатель преломления наименьший), а фиолетовый — сильнее всего (для него показатель преломления наибольший). Для доказательства того, что призма именно разделяет, а не изменяет свет, Ньютон провел контрольный опыт: он выделил из спектра узкий пучок одного цвета (например, зеленого) и направил его на вторую призму. Этот пучок отклонялся второй призмой, но больше не разлагался в спектр. Также он смог собрать все цвета спектра с помощью второй, перевернутой призмы, и снова получить белый свет.

Ответ: В опыте Ньютона узкий пучок белого света направлялся на стеклянную призму. В результате на экране за призмой наблюдалась цветная полоса (спектр). Это доказывает, что белый свет является составным и разлагается призмой на монохроматические цвета из-за зависимости показателя преломления стекла от цвета (частоты) света.