Spredning av lysforhold for forekomst. Lys spredning

(eller bølgelengden) av lys (frekvensspredning), eller, det samme, avhengigheten av lysets fasehastighet i stoffet av bølgelengden (eller frekvensen). Oppdaget eksperimentelt av Newton rundt 1672, selv om det teoretisk sett er ganske godt forklart mye senere.

Romlig spredning er avhengigheten av den dielektriske konstanttensoren til et medium på bølgevektoren. Denne avhengigheten forårsaker en rekke fenomener kalt romlige polarisasjonseffekter.

En av de mest illustrerende eksempler dispersjon - nedbrytning av hvitt lys når det passerer gjennom et prisme (Newtons eksperiment). Essensen av spredningsfenomenet er den ulik hastighet for forplantning av lysstråler med forskjellige bølgelengder i et gjennomsiktig stoff - et optisk medium (mens i et vakuum er lyshastigheten alltid den samme, uavhengig av bølgelengden og derfor fargen). Vanligvis, jo høyere frekvensen til bølgen er, jo høyere er brytningsindeksen til mediet og jo lavere er lyshastigheten i det:

i rødt topphastighet i middels og minimumsgraden av brytning,
på lilla minimum lyshastighet i et medium og maksimal brytningsgrad.

I noen stoffer (for eksempel joddamp) observeres imidlertid en uregelmessig spredningseffekt, der blå stråler brytes mindre enn røde, mens andre stråler absorberes av stoffet og unngår observasjon. Mer strengt tatt er unormal spredning utbredt, for eksempel observeres den i nesten alle gasser ved frekvenser nær absorpsjonslinjer, men i joddamp er det ganske praktisk for observasjon i det optiske området, hvor de absorberer lys veldig sterkt.

Lysspredning gjorde det for første gang mulig å demonstrere ganske overbevisende den sammensatte naturen til hvitt lys.

Hvitt lys dekomponeres til et spektrum som et resultat av å passere gjennom et diffraksjonsgitter eller refleksjon fra det (dette er ikke relatert til fenomenet spredning, men forklares av diffraksjonens natur). Diffraksjons- og prismatiske spektra er noe forskjellige: det prismatiske spekteret er komprimert i den røde delen og strukket i den fiolette og er ordnet i synkende rekkefølge av bølgelengde: fra rød til fiolett; normal (diffraksjon) spektrum er ensartet i alle områder og er ordnet i rekkefølge med økende bølgelengder: fra fiolett til rødt.

I analogi med spredningen av lys, kalles lignende fenomener med avhengigheten av utbredelsen av bølger av annen natur på bølgelengden (eller frekvensen) også spredning. Av denne grunn gjelder for eksempel begrepet spredningslov, brukt som navnet på et kvantitativt forhold knyttet til frekvens og bølgetall, ikke bare for en elektromagnetisk bølge, men for enhver bølgeprosess.

Dispersion forklarer det faktum at en regnbue dukker opp etter regn (mer presist, det faktum at regnbuen er flerfarget og ikke hvit).

Dispersjon er årsaken til kromatiske aberrasjoner - en av aberrasjonene til optiske systemer, inkludert fotografiske og videolinser.

Cauchy kom opp med en formel som uttrykker avhengigheten av brytningsindeksen til et medium på bølgelengden:

…,

Spredning av lys i natur og kunst

På grunn av spredning kan det observeres forskjellige farger.

Rainbow, hvis farger skyldes spredning, er et av nøkkelbildene til kultur og kunst.
Takket være lysspredning er det mulig å observere det fargede "lysspillet" på fasettene til en diamant og andre gjennomsiktige fasetterte gjenstander eller materialer.
I en eller annen grad finner man regnbueeffekter ganske ofte når lys passerer gjennom nesten hvilken som helst gjennomsiktig gjenstand. I kunsten kan de spesifikt intensiveres og fremheves.
Dekomponering av lys til et spektrum (på grunn av spredning) når det brytes i et prisme er et ganske vanlig tema i kunst. For eksempel skildrer coveret til albumet Dark Side Of The Moon av Pink Floyd lysbrytningen i et prisme med dekomponering til et spektrum.

se også

Litteratur

Yashtold-Govorko V.A. Fotografering og bearbeiding. Fotografering, formler, termer, oppskrifter. - Ed. 4., forkortet. - M.: Kunst, 1977.

Lenker

Wikimedia Foundation.

2010.

Se hva "Lysspredning" er i andre ordbøker: Avhengigheten av brytningsindeksen n i VA av frekvensen n (bølgelengde l) til lys eller avhengigheten av fasehastigheten til lysbølger av deres frekvens. Konsekvens D. s. dekomponering til et spekter av en stråle av hvitt lys når den passerer gjennom et prisme (se SPECTRA... ...

Fysisk leksikon lysspredning - Fenomener forårsaket av avhengigheten av lysets forplantningshastighet på frekvensen av lysvibrasjoner. [Samling av anbefalte vilkår. Utgave 79. Fysisk optikk. USSRs vitenskapsakademi. Komiteen for vitenskapelig og teknisk terminologi. 1970] Emner … …

Fysisk leksikon- šviesos skaida statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: engl. spredning av lys vok. Lichtdispersjon, f; Zerteilung des Lichtes, f rus. lysspredning, f pranc. dispersion de la lumière, f... Radioelektronikk terminų žodynas

Fysisk leksikon- šviesos dispersija statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. spredning av lys vok. Lichtdispersjon, f; Zerlegung des Lichtes, f rus. lysspredning, f pranc. dispersion de la lumière, f … Fizikos terminų žodynas

Avhengigheten av brytningsindeksen n til et stoff av frekvensen ν (bølgelengde λ) til lys eller avhengigheten av fasehastigheten (Se Fasehastighet) til lysbølger av frekvensen. Konsekvens D. s. dekomponering til spekteret av en stråle av hvitt lys når den passerer ... ... Stor sovjetisk leksikon

Avhengighet av brytningsindeksen n in va av frekvensen til lys v. I området frekvenser av lys, for hvilke v er transparent, n øker med økende v normal d.s. I området frekvenser som tilsvarer båndene med intens absorpsjon av lys i feltet, n avtar med... ... Big Encyclopedic Polytechnic Dictionary

Avhengighet av den absolutte brytningsindeksen til et stoff på bølgelengden til lys ... Astronomisk ordbok

Hva vil du forbedre denne artikkelen?: Legg til illustrasjoner. Finn og ordne i form av fotnoter lenker til autoritative kilder som bekrefter det som er skrevet. Plasser et malkort som er... Wikipedia

Avhengighet av fasehastigheten til harmoniske bølger i et medium av frekvensen til svingningene deres. bølgespredning observeres for bølger av enhver art. Tilstedeværelsen av bølgespredning fører til forvrengning av signalformen (for eksempel en lydpuls) når den forplanter seg i et medium ... Stor encyklopedisk ordbok

En lysstråle som passerer gjennom et trekantet prisme avbøyes mot ansiktet motsatt brytningsvinkelen til prismet. Men hvis det er en stråle av hvitt lys, vil den ikke bare bli avbøyd etter at den har passert gjennom prismet, men vil også dekomponere til fargede stråler. Dette fenomenet kalles lysspredning. Det ble først studert i en serie bemerkelsesverdige eksperimenter.

Lyskilden i Newtons eksperimenter var et lite rundt hull plassert i lukkeren til et vindu opplyst av solens stråler. Når et prisme ble installert foran hullet, i stedet for en rund flekk, dukket det opp en farget stripe på veggen, som Newton kalte spekteret. Et slikt spekter består av syv hovedfarger: rød, oransje, gul, grønn, blå, indigo og fiolett, som gradvis forvandlet seg til hverandre. Hver av dem opptar en annen størrelse plass i spekteret. Den lilla stripen har størst lengde, den røde stripen er kortest.

Det neste eksperimentet besto av å bruke en skjerm med et lite hull for å skille ut smale stråler av en bestemt farge fra en bred stråle av fargede stråler oppnådd ved hjelp av et prisme og lede dem til et andre prisme.

Prismet, som avleder dem, endrer ikke fargen på disse strålene. Slike stråler kalles enkle eller monokromatiske (enfarget).

Erfaring viser at røde stråler opplever mindre avbøyning enn fiolette stråler, dvs. Stråler med forskjellige farger brytes forskjellig av et prisme.

Ved å samle stråler av stråler som dukker opp fra prismet, mottok Newton et hvitt bilde av et hull på en hvit skjerm i stedet for en farget stripe.

Fra alle eksperimentene sine trakk Newton følgende konklusjoner:

hvitt lys er i sin natur et komplekst lys som består av fargede stråler;
For lysstråler av forskjellige farger er brytningsindeksene til stoffet også forskjellige; som et resultat av dette, når en stråle av hvitt lys avbøyes av et prisme, dekomponeres den til et spektrum;
Kombinerer du de fargede strålene i spekteret, vil du igjen få hvitt lys.

Lysspredning er altså et fenomen som skyldes stoffets avhengighet av bølgelengden (eller frekvensen).

Spredning av lys noteres ikke bare når lys passerer gjennom et prisme, men også i forskjellige andre tilfeller av lysbrytning. Spesielt brytningen av sollys i vanndråper er derfor ledsaget av dens nedbrytning til flerfargede stråler, noe som forklarer dannelsen av en regnbue.

For å oppnå et spektrum, rettet Newton en ganske bred sylindrisk stråle av sollys inn på et prisme gjennom et rundt hull laget i en lukker.

Spekteret oppnådd på denne måten er en serie flerfargede bilder av et rundt hull, som delvis overlapper hverandre. For å oppnå et renere spektrum, når han studerte et slikt fenomen som spredning av lys, foreslo Newton å bruke ikke et rundt hull, men en smal spalte parallelt med brytningskanten til prismet. Ved hjelp av en linse oppnås et klart bilde av spalten på skjermen, hvoretter det installeres et prisme bak linsen, som produserer et spektrum.

De reneste og lyseste spektrene oppnås ved hjelp av spesielle instrumenter - spektroskoper og spektrografer.

Lysabsorpsjon er et fenomen der energien til en lysbølge avtar når den passerer gjennom materie. Dette skjer på grunn av omdannelsen av energien til en lysbølge til energien til sekundær stråling eller med andre ord et stoff som har en annen spektral sammensetning og andre forplantningsretninger.

Absorpsjonen av lys kan forårsake oppvarming av et stoff, ionisering eller eksitasjon av molekyler eller atomer, fotokjemiske reaksjoner, samt andre prosesser i stoffet.

DEFINISJON

Lett spredning kall avhengigheten av brytningsindeksen til et stoff (n) av frekvensen () eller bølgelengden () til lys i et vakuum (ofte er indeksen 0 utelatt):

Noen ganger er spredning definert som avhengigheten av fasehastigheten (v) til lysbølger av frekvensen.

Den velkjente konsekvensen av spredning er dekomponering av hvitt lys til et spektrum når det passerer gjennom et prisme. I. Newton var den første som registrerte sine observasjoner av lysspredning. Dispersjon er en konsekvens av avhengigheten av polarisasjonen av atomer av frekvens.

Grafisk avhengighet av brytningsindeksen av frekvens (eller bølgelengde) - dispersjonskurve.

Spredning oppstår som et resultat av vibrasjoner av elektroner og ioner.

Spredning av lys i et prisme

Hvis en monokromatisk lysstråle treffer et prisme, hvis brytningsindeks er lik n, i en vinkel (fig. 1), avviker strålen etter dobbel brytning fra den opprinnelige retningen med en vinkel:

Hvis vinklene A, er små, er derfor alle andre vinkler i formel (2) små. I dette tilfellet kan brytningsloven ikke skrives gjennom sinusene til disse vinklene, men direkte gjennom verdiene til vinklene i radianer:

Når vi vet det, har vi:

Følgelig er avbøyningsvinkelen for stråler ved bruk av et prisme direkte proporsjonal med verdien av brytningsvinkelen til prismet:

og avhenger av størrelsen. Og vi vet at brytningsindeksen er en funksjon av bølgelengden. Det viser seg at strålene har forskjellige lengder Etter å ha passert gjennom prismet, avbøyes bølgene i forskjellige vinkler. Det blir klart hvorfor en stråle av hvitt lys vil brytes ned til et spektrum.

Spredning av et stoff

Verdi (D) lik:

kalt spredning av materie. Den viser endringshastigheten til brytningsindeksen avhengig av bølgelengden.

Brytningsindeksen for transparente stoffer øker monotont med avtagende bølgelengde, noe som betyr at størrelsen på D øker med avtagende bølgelengde. Denne spredningen kalles normal. Fenomenet normal spredning er grunnlaget for driften av prismespektrografer, som kan brukes til å studere spektral sammensetning Sveta.

Eksempler på problemløsning

EKSEMPEL 1

Trening

Hva er hovedforskjellene i diffraksjons- og prismatiske spektra?

Løsning

Et diffraksjonsgitter sorterer lys i bølgelengder. Fra de oppnådde og målte vinklene til retningene til de tilsvarende maksima, kan bølgelengden beregnes. I motsetning til et diffraksjonsgitter, sorterer et prisme lys i henhold til brytningsindeksverdier, derfor er det nødvendig å ha en avhengighet for å finne bølgelengden til lys.

I tillegg til det ovennevnte er fargene i spekteret oppnådd som et resultat av diffraksjon og det prismatiske spekteret plassert annerledes. For et diffraksjonsgitter ble det funnet at sinusen til avbøyningsvinkelen er proporsjonal med bølgelengden. Dette betyr at diffraksjonsgitteret avviser røde stråler mer enn fiolette stråler. Prismet skiller strålene i henhold til brytningsindeksen, og for alle transparente stoffer avtar den monotont med økende bølgelengde. Det viser seg at røde stråler, som har lavere brytningsindeks, vil avbøyes av prismet mindre enn fiolette stråler (fig. 2).

EKSEMPEL 2

Trening

Hva blir avbøyningsvinkelen () til strålen med et glassprisme hvis den faller normalt på overflaten? Brytningsindeksen til prismestoffet er n=1,5. Brytningsvinkelen til prismet er tretti grader ().

Løsning

Når du løser problemet, kan du bruke Fig. 1 i den teoretiske delen av artikkelen. Det er verdt å merke seg at. Av fig. 1 følger det at

I henhold til brytningsloven skriver vi:

Siden får vi det. Fra formel (2.1) får vi at:

Hver jeger vil vite hvor fasanen sitter. Som vi husker, betyr denne frasen sekvensen av farger i spekteret: rød, oransje, gul, grønn, blå, indigo og fiolett. Hvem viste det hvit farge dette er helheten av alle farger, hva har en regnbue, vakre solnedganger og soloppganger, skinn å gjøre med dette dyrebare steiner? Alle disse spørsmålene er besvart av leksjonen vår, hvis emne er: "Spredning av lys."

Frem til andre halvdel av 1600-tallet var det ikke helt klart hvilken farge det var. Noen forskere sa at dette er en egenskap ved selve kroppen, noen uttalte at dette er forskjellige kombinasjoner av lys og mørkt, og dermed forvirret begrepene farge og belysning. Et slikt fargekaos hersket inntil Isaac Newton gjennomførte et eksperiment med å sende lys gjennom et prisme (fig. 1).

Ris. 1. Strålebane i et prisme ()

La oss huske at en stråle som går gjennom et prisme gjennomgår brytning når den går fra luft til glass og deretter en annen brytning - fra glass til luft. Strålens bane er beskrevet av brytningsloven, og graden av avvik er preget av brytningsindeksen. Formler som beskriver disse fenomenene:

Ris. 2. Newtons eksperiment ()

I et mørkt rom trenger en smal stråle av sollys gjennom skoddene Newton plasserte et trekantet glassprisme i banen. En lysstråle som passerte gjennom et prisme ble brutt i den, og en flerfarget stripe dukket opp på skjermen bak prismet, som Newton kalte et spektrum (fra latin "spektrum" - "syn"). Den hvite fargen ble til alle farger på en gang (fig. 2). Hvilke konklusjoner gjorde Newton?

1. Lys har en kompleks struktur (snakker moderne språk- hvitt lys inneholder elektromagnetiske bølger forskjellige frekvenser).

2. Lys av forskjellige farger er forskjellig i brytningsgrad (karakterisert av ulike indikatorer brytning i et gitt medium).

3. Lysets hastighet avhenger av mediet.

Newton skisserte disse konklusjonene i sin berømte avhandling "Optics". Hva er årsaken til denne dekomponeringen av lys til et spektrum?

Som Newtons eksperiment viste, var rødt den svakeste brutte fargen, og fiolett var den mest brutte. Husk at brytningsgraden til lysstråler er preget av brytningsindeksen n. Rød farge skiller seg fra fiolett i frekvens; Siden brytningsindeksen øker når vi beveger oss fra den røde enden av spekteret til den fiolette enden, kan vi konkludere med at brytningsindeksen til glass øker når frekvensen av lys øker. Dette er essensen av fenomenet spredning.

La oss huske hvordan brytningsindeksen er relatert til lysets hastighet:

n ~ ν; V ~ => ν =

n - brytningsindeks

C - lysets hastighet i vakuum

V - lysets hastighet i mediet

ν - lysets frekvens

Dette betyr at jo høyere lysfrekvensen er, jo lavere er hastigheten på lyset som forplanter seg i glass høyeste hastighet inne i glassprismet er rødt, og laveste hastighet- fiolett.

Forskjellen i lysets hastighet for forskjellige farger utføres bare i nærvær av et medium naturlig, i et vakuum, forplanter enhver lysstråle av hvilken som helst farge med samme hastighet m/s. Dermed fant vi ut at årsaken til dekomponeringen av hvit farge til et spektrum er fenomenet spredning.

Spredning- avhengighet av lysets forplantningshastighet i et medium av frekvensen.

Spredningsfenomenet, oppdaget og studert av Newton, ventet på sin forklaring i mer enn 200 år først på 1800-tallet, den nederlandske vitenskapsmannen Lawrence foreslo den klassiske spredningsteorien.

Årsaken til dette fenomenet er samspillet mellom eksterne elektromagnetisk stråling, det vil si lys med mediet: jo høyere frekvensen av denne strålingen er, desto sterkere er interaksjonen, noe som betyr at jo mer vil strålen avvike.

Spredningen som vi snakket om kalles normal, det vil si at frekvensindikatoren øker hvis frekvensen av elektromagnetisk stråling øker.

I noen sjeldne medier er unormal spredning mulig, det vil si at brytningsindeksen til mediet øker når frekvensen avtar.

Vi så at hver farge tilsvarer en bestemt bølgelengde og frekvens. Bølge som tilsvarer samme farge i ulike miljøer har samme frekvens, men forskjellige bølgelengder. Oftest, når man snakker om bølgelengden som tilsvarer en bestemt farge, mener de bølgelengden i vakuum eller luft. Lyset som tilsvarer hver farge er monokromatisk. "Mono" betyr en, "chromos" betyr farge.

Ris. 3. Arrangement av farger i spekteret i henhold til bølgelengder i luften ()

Den lengste bølgelengden er rød (bølgelengde - fra 620 til 760 nm), den korteste bølgelengden er fiolett (fra 380 til 450 nm) og de tilsvarende frekvensene (fig. 3). Som du kan se er det ingen hvit farge i tabellen, hvit farge er summen av alle farger, denne fargen tilsvarer ikke noen strengt definert bølgelengde.

Hva forklarer fargene på kroppene som omgir oss? De forklares av kroppens evne til å reflektere, det vil si spre stråling som faller inn på den. For eksempel faller en hvit farge, som er summen av alle farger, på en eller annen kropp, men denne kroppen reflekterer best rød farge, og absorberer andre farger, da vil den fremstå som rød for oss. Kroppen som best reflekterer blått vil dukke opp av blå farge og så videre. Hvis kroppen reflekterer alle farger, vil den ende opp med å se hvit ut.

Det er spredningen av lys, det vil si brytningsindeksens avhengighet av bølgefrekvensen, som forklarer det vakre naturfenomenet - regnbuen (fig. 4).

Ris. 4. Fenomenet regnbuen ()

Regnbuer oppstår når sollys brytes og reflekteres av vanndråper, regn eller tåke som flyter i atmosfæren. Disse dråpene avleder lys av forskjellige farger på forskjellige måter, som et resultat dekomponeres hvit farge til et spektrum, det vil si at en observatør som står med ryggen til lyskilden ser en flerfarget glød som kommer fra rommet; langs konsentriske buer.

Dispersion forklarer også det bemerkelsesverdige fargespillet på fasettene til edelstener.

1. Dispersjonsfenomenet er dekomponering av lys til et spektrum, på grunn av brytningsindeksens avhengighet av frekvensen av elektromagnetisk stråling, det vil si lysets frekvens. 2. Kroppsfarge bestemmes av kroppens evne til å reflektere eller spre en bestemt frekvens av elektromagnetisk stråling.

Bibliografi

Tikhomirova S.A., Yavorsky B.M. Fysikk ( et grunnleggende nivå av) - M.: Mnemosyne, 2012.
Gendenshtein L.E., Dick Yu.I. Fysikk 10. klasse. - M.: Mnemosyne, 2014.
Kikoin I.K., Kikoin A.K. Fysikk - 9, Moskva, utdanning, 1990.

Hjemmelekser

Hvilke konklusjoner trakk Newton etter eksperimentet med et prisme?
Definer spredning.
Hva bestemmer kroppsfargen?

Internettportal B -i-o-n.ru ().
Internett-portal Sfiz.ru ().
Internettportal Femto.com.ua ().

Lett spredning

Hver av oss har noen gang sett hvordan stråler skimrer på kuttede glassprodukter eller for eksempel på diamanter. Dette kan observeres på grunn av et fenomen som kalles lysspredning. Dette er en effekt som reflekterer avhengigheten av brytningsindeksen til et objekt (stoff, medium) av lengden (frekvensen) av lysbølgen som passerer gjennom dette objektet. Konsekvensen av denne avhengigheten er dekomponeringen av strålen til et fargespekter, for eksempel når den passerer gjennom et prisme.

Lysspredning uttrykkes ved følgende likhet:

hvor n er brytningsindeksen, ƛ er frekvensen og ƒ er bølgelengden. Brytningsindeksen øker med økende frekvens og avtagende bølgelengde. Vi observerer ofte spredning i naturen.

Dens vakreste manifestasjon er regnbuen, som er dannet på grunn av spredning solstråler når de passerer gjennom mange regndråper.

Historie om oppdagelser og forskning.

I 1665-1667 raste en pestepidemi i England, og unge Isaac Newton bestemte seg for å søke tilflukt fra den i hjemlandet Woolsthorpe. Før han dro til landsbyen, kjøpte han glassprismer for å "utføre eksperimenter med de berømte fenomenene blomster."

Allerede på 1. århundre ny æra Det var kjent at når man passerer gjennom en gjennomsiktig enkeltkrystall med form av et sekskantet prisme, blir sollys dekomponert til en farget stripe - et spektrum. Enda tidligere, på 400-tallet f.Kr., la den antikke greske vitenskapsmannen Aristoteles frem sin teori om farger. Han mente at det viktigste er sollys (hvitt) lys, og alle andre farger oppnås fra det ved å legge til det ulike mengder mørkt lys. Denne ideen om lys dominerte vitenskapen frem til 1600-tallet, til tross for at det ble utført en rekke eksperimenter på nedbryting av sollys ved bruk av glassprismer.

Mens han utforsket blomstenes natur, fant Newton opp og utførte en hel rekke forskjellige optiske eksperimenter. Noen av dem, uten vesentlige endringer i metodikken, brukes fortsatt i fysikklaboratorier.

Det første eksperimentet med spredning var tradisjonelt. Etter å ha laget et lite hull i lukkeren til vinduet i et mørklagt rom, plasserte Newton et glassprisme i banen til strålen av stråler som passerte gjennom dette hullet. På den motsatte veggen fikk han et bilde i form av en stripe med vekslende farger. Newton delte spekteret av sollys oppnådd på denne måten i syv regnbuens farger - rød, oransje, gul, grønn, blå, indigo, fiolett.

Etableringen av nøyaktig syv primærfarger i spekteret er til en viss grad vilkårlig: Newton forsøkte å trekke en analogi mellom spekteret av sollys og musikalsk lyd. Hvis vi vurderer spekteret uten en slik fordom, brytes spektrumbåndet som oppstår på grunn av spredning opp i tre hoveddeler - rød, gulgrønn og blåfiolett. De resterende fargene opptar relativt smale områder mellom disse grunnleggende. Generelt er det menneskelige øyet i stand til å skille opptil 160 forskjellige fargenyanser i spekteret av sollys.

I påfølgende spredningsforsøk lyktes Newton med å kombinere fargede stråler til hvitt lys.

Som et resultat av sin forskning kom Newton, i motsetning til Aristoteles, til den konklusjon at når "hvitt og svart blandes, oppstår ingen farge ...". Alle fargene i spekteret er inneholdt i sollys, og et glassprisme skiller dem bare, siden forskjellige farger brytes forskjellig av glass. Fiolette stråler brytes sterkest, røde stråler brytes svakest.

Deretter etablerte forskere det faktum at, med tanke på lys som en bølge, bør hver farge assosieres med sin egen bølgelengde. Det er veldig viktig at disse bølgelengdene endres på en kontinuerlig måte, tilsvarende de forskjellige nyansene av hver farge.

Endringen i brytningsindeksen til et medium avhengig av lengden på bølgen som forplanter seg i det kalles dispersjon (fra det latinske verbet "å spre"). Brytningsindeksen til vanlig glass er nær 1,5 for alle bølgelengder av synlig lys.

Eksperimentene til Newton og andre forskere viste at når lysets bølgelengde øker, reduseres brytningsindeksen til stoffene som studeres monotont. Men i 1860, mens han målte brytningsindeksen til joddamp, oppdaget den franske fysikeren Leroux at røde stråler brytes sterkere av dette stoffet enn blå. Han kalte dette fenomenet anomal spredning av lys. Deretter ble anomal spredning oppdaget i mange andre stoffer.

I moderne fysikk er både normal og unormal spredning av lys forklart på samme måte. Forskjellen mellom normal og unormal spredning er som følger. Normal spredning skjer med lysstråler hvis bølgelengde er langt fra området der bølgene absorberes av stoffet. Unormal dispersjon observeres bare i absorpsjonsområdet.

Hvis du ser nøye på spredningen av lys, kan du oppdage dens sammenheng med den gjennomtrengende evnen til elektromagnetisk stråling. Faktisk, jo kortere bølgelengden til elektromagnetisk stråling, desto større er sjansen for at stråling trenger gjennom materie, i rommet mellom atomene. Derfor har røntgen- og gammastråling en meget høy penetreringskraft.

Spredning av lys i natur og kunst

På grunn av spredning kan forskjellige lysfarger observeres.

Regnbuen, hvis farger skyldes spredning, er et av nøkkelbildene til kultur og kunst.

Takket være lysspredning er det mulig å observere det fargede "lysspillet" på fasettene til en diamant og andre gjennomsiktige fasetterte gjenstander eller materialer.

I en eller annen grad finner man regnbueeffekter ganske ofte når lys passerer gjennom nesten hvilken som helst gjennomsiktig gjenstand. I kunsten kan de spesifikt intensiveres og fremheves.

Dekomponering av lys til et spektrum (på grunn av spredning) når det brytes i et prisme er et ganske vanlig tema innen billedkunst. For eksempel skildrer coveret til albumet Dark Side Of The Moon av Pink Floyd lysbrytningen i et prisme med dekomponering til et spektrum.

Oppdagelsen av spredning var svært viktig i vitenskapens historie. På vitenskapsmannens gravstein er det en inskripsjon med følgende ord: " Her ligger Sir Isaac Newton, adelsmannen som... var den første til å forklare, med matematikkens fakkel, bevegelsene til planetene, banene til kometene og havvannet.

Han undersøkte forskjellen i lysstråler og de ulike egenskapene til farger som dukker opp i denne prosessen, som ingen tidligere hadde mistenkt. …La dødelige glede seg over at det fantes en slik utsmykning av menneskeslekten.»