Yorug'likning turli effektlari

Nyutonning yorug'likning tarqalishi haqidagi kashfiyoti

Nyuton teleskoplarni takomillashtirishga urinishlar munosabati bilan yorug'likning sinishi natijasida kuzatilgan ranglarni o'rganishga murojaat qildi. Eng yaxshi linzalarni olishga intilib, Nyuton tasvirlarning asosiy kamchiligi rangli qirralarning mavjudligiga ishonch hosil qildi. Sinishi rang berishni o'rganib, u o'zining eng katta optik kashfiyotlarini qildi.

Rasm. 4.2. Prizmadan o'tganda yorug'likning dispersiya tufayli spektrga parchalanishi (Nyuton tajribasi). Moddaning sindirish ko'rsatkichining yorug'lik to'lqin uzunligiga bog'liqligi.

1704 yilda nashr etilgan "Optika" asarida u oq yorug'likni prizma yordamida turli rangdagi va sindirish ko'rsatkichlariga ega bo'lgan alohida komponentlarga parchalash bo'yicha o'tkazgan tajribalari (1671-1672) natijalarini e'lon qildi, ya'ni u spektrlarni oldi. quyosh radiatsiyasi va ularning tabiatini tushuntirib, rang yorug'likning o'ziga xos xususiyati ekanligini va XIII asrda Rojer Bekon ta'kidlaganidek, prizma tomonidan kiritilmasligini ko'rsatdi. Darhaqiqat, Nyuton optik spektroskopiyaga asos solgan: "Optika" asarida u yorug'likni parchalashning barcha uchta usulini tasvirlab berdi - bugungi kunda ham qo'llaniladigan - sinish , interferentsiya va difraksiya va uning kolimator, yoriq va linzali prizmasi birinchi spektroskop edi ( 4.3-rasmga qarang).

Rasm. 4.3. Nyutonning yorug'likning tarqalishi bo'yicha asosiy tajribasi sxemasi

Dispersiya hodisasining mohiyati shaffof moddada - optik muhitda turli to'lqin uzunliklariga ega bo'lgan yorug'lik nurlarining teng bo'lmagan tarqalish tezligidir (vakuumda yorug'lik tezligi to'lqin uzunligidan va shuning uchun rangdan qat'iy nazar har doim bir xil bo'ladi). Odatda, to'lqin chastotasi qanchalik baland bo'lsa, muhitning sinishi ko'rsatkichi shunchalik yuqori bo'ladi va undagi yorug'lik tezligi shunchalik past bo'ladi:

 qizil rang muhitda maksimal tezlikka va minimal sinishi darajasiga ega;

 Binafsha rang muhitda yorug'likning minimal tezligiga va maksimal sinishi darajasiga ega.

Biroq, ba'zi moddalarda (masalan, yod bug'ida) anomal dispersiya effekti kuzatiladi, bunda ko'k nurlar qizil rangga qaraganda kamroq sinadi, boshqa nurlar esa modda tomonidan so'riladi va kuzatishdan qochadi. To'g'ridan-to'g'ri aytganda, anomal dispersiya keng tarqalgan, masalan, u deyarli barcha gazlarda yutilish chiziqlariga yaqin chastotalarda kuzatiladi, ammo yod bug'ida ular yorug'likni juda kuchli qabul qiladigan optik diapazonda kuzatish uchun juda qulaydir.

Yorug'likning tarqalishi birinchi marta oq yorug'likning kompozit tabiatini ishonchli tarzda ko'rsatishga imkon berdi. Oq yorug'lik ham difraksion panjaradan o'tishi yoki undan aks etishi natijasida spektrga parchalanadi (bu dispersiya hodisasi bilan bog'liq emas, balki diffraktsiya tabiati bilan izohlanadi). Difraksiya va prizmatik spektrlar biroz farq qiladi: prizmatik spektr qizil qismda siqilib, binafsha rangda cho'zilgan va to'lqin uzunligining kamayish tartibida joylashtirilgan: qizildan binafsha ranggacha; normal (diffraktsiya) spektr barcha sohalarda bir xil bo'lib, to'lqin uzunliklarining o'sish tartibida joylashgan: binafsha rangdan qizil ranggacha.

4.4-rasm. Optik spektrning ikkita ko'rinishi: yuqoridan "tabiiy" (spektroskopda ko'rinadi), pastdan - intensivlikning to'lqin uzunligiga bog'liqligi sifatida. Quyoshning birlashgan emissiya spektri ko'rsatilgan .