Hvad skelner diffraktionsspektret fra dispersionen

De fleste af de faktiske oplysninger om fænomener og natur omkring os er opnået af mennesket ved hjælp af opfattelse ved hjælp af de visuelle perceptionsorganer, som er skabt af lys. De fænomener af lys, der studeres i fysik, diskuteres i afsnittet Optik.

Lys er et elektromagnetisk fænomen, og dette antyder den samtidige manifestation af både bølge (interferens, diffraktion, dispersion) og kvantegenskaber (fotoelektrisk effekt, luminescens).

Overvej to vigtige bølgeegenskaber af lys: diffraktion og dispersion.

Lysdiffraktion

Konceptet med en lysstråle anvendes i vid udstrækning i geometrisk optik. Et sådant fænomen anses for at være en smal stråle af lys, der formeres i en lige linje. En sådan spredning af lys i et homogent miljø virker så almindeligt for os, hvilket accepteres som indlysende. En tilstrækkeligt overbevisende bekræftelse af denne lov kan være dannelsen af ​​en skygge, der kommer bag en uigennemsigtig forhindring, der står i vejen for lys. Og lyset til gengæld udsendes af en punktkilde.

Fænomenerne, der opstår, når lyset formeres i et medium med udtalte inhomogeniteter, er lysdiffraktion.

Lysdiffraktion

Således refererer diffraktion til et sæt fænomener, der er forårsaget af lysstrålerne, der bøjer sig omkring forhindringer, der forekommer i deres vej (i vid forstand: Enhver afvigelse fra lovene i geometrisk optik under bølgeforplantning og rammer dem i områder med geometrisk skygge).

Diffraktion ses tydeligt, når inhomogenitetsparametrene (gitterspaltene) er i forhold til den lange bølgelængde. Hvis dimensionerne er for store, observeres det kun på betydelige afstande fra inhomogeniteten.

Ved afrunding af inhomogeniteterne ekspanderer lysstrålen ind i et spektrum. Spaltet af dekomponering, der opnås ved dette fænomen, kaldes diffraktionsspektret. Diffraktionsspektret kaldes også gitter.

Lysdispersion

Forskellige absolutte brydningsindekser af mediet svarer til forskellige bølgeudbredelseshastigheder. Fra Newtons forskning følger det, at det absolutte brydningsindeks stiger med stigende lysfrekvens. Over tid har forskere konstateret, at når man tænker på lys som en bølge, skal hver farve indstilles til at svare til bølgelængden. Det er vigtigt, at disse bølgelængder ændrer sig kontinuerligt og reagerer på forskellige nuancer af hver farve.

Hvis en tynd stråle af sollys er rettet mod et glasprisme, er det efter brydning muligt at observere nedbrydning af hvidt lys (hvidt lys - et sæt elektromagnetiske bølger med en anden bølgelængde) i et flerfarvet spektrum: syv primære farver - rød, orange, gul, grøn, blå, blå og lilla farver. Alle disse farver forvandles jævnt til hinanden. I mindre grad afviger de røde stråler fra den oprindelige retning og i større udstrækning - de violette stråler.

Lysdispersion

Dette kan forklare fremkomsten af ​​farveobjekter i forskellige farver, da hvidt lys er en samling af forskellige farver. For eksempel er farven på blade af planter, især grøn farve, på grund af at på overfladen af ​​bladene er absorptionen af ​​alle farver undtagen grøn. Det er det vi ser.

Så dispersion er et fænomen, som karakteriserer afhængigheden af ​​brydningen af ​​et stof på bølgelængden. Hvis vi taler om lysbølger, kaldes dispersionsdispersion fænomenet af afhængigheden af ​​lysets hastighed (såvel som brydningsindekset for lysstof) på længden (frekvensen) af lysstrålen. På grund af dispersion nedbrydes hvidt lys ind i et spektrum, da det passerer gennem et glasprisme. Derfor kaldes det resulterende spektrum på samme måde som dispersion. Ved udgangen af ​​prismen får vi en udvidet lysstrimmel med en farve, der ændres kontinuerligt (jævnt). Dispersionsspektret kaldes også prismatisk.

Diffraktions- og dispersionsspektre

Vi har undersøgt fænomenerne diffraktion og dispersion samt deres konsekvenser - opnåelse af diffraktion og dispersionsspektre. Vær nu særlig opmærksom på deres forskelle.

Metoder til opnåelse af spektre:

  • Diffraktionsspektrum: ofte opnået ved anvendelse af et såkaldt diffraktionsgitter. Den består af gennemsigtige og uigennemsigtige bånd (eller reflekterende og ikke-reflekterende). Disse bands veksler med en periode, hvis værdi afhænger af bølgelængden. Når det rammer gitteret, er lyset opdelt i bjælker, for hvilke fænomenet diffraktion og nedbrydning af lys ind i et spektrum observeres.
  • Dispersionsspektrum: I modsætning til diffraktionsspektret opnås det som et resultat af penetrationen af ​​en lysbølge gennem et stof (prisme). Som følge af passage gennemgår monokromatiske bølger en refraktion, og refraktionsvinklen vil være anderledes.

Farvernes fordeling og natur i spektrene:

  • Diffraktionsspektrum: Fra første til sidste i spektrum af farver er jævnt fordelt. Og vises fra lilla til rødt, nemlig i stigende rækkefølge.
  • Dispersionsspektrum: komprimeret i den røde del af spektret og strakt i violet. Farverne er arrangeret i rækkefølge fra rød til lilla, det vil sige i faldende rækkefølge i modsætning til stigningen i diffraktionsspektret.

Endelige oplysninger

Så de betragtede egenskaber viser, at diffraktionsmønsteret væsentligt afhænger af lysets bølgelængde, der går rundt om forhindringen. Derfor, hvis lyset er ikke-monokromatisk (for eksempel det hvide lys vi overvejer), diverger diffraktion maxima for intensiteten for forskellige bølgelængder simpelthen, og de danner diffraktionsspektrene. De har en betydelig fordel i forhold til de spektre, der opstår på grund af dispersionen af ​​strålerne, som passerer gennem prismen. Den gensidige indretning af farver i dem afhænger ikke af egenskaberne af de materialer, hvorfra gitterets skærme og slidser er lavet, men er unikt bestemt kun af apparatets bølgelængder og geometri (fx et prisme) og kan kun beregnes ud fra geometriske overvejelser.

Anbefalet

Hvad er forskellen mellem var og gjorde på engelsk
2019
Hvordan adskiller et forbrugslån sig fra et kreditkort?
2019
Hvad er forskellen mellem skotsk og whisky
2019