To, čemu se říká rozptyl světla

Tento jev objevil v roce 1672 Isaac Newton. Do té doby si lidé nedokázali vysvětlit, proč jsou barvy při lomu uspořádány v určitém pořadí. Rozptyl světla kdysi pomáhal prokázat jeho vlnovou povahu, ale pro lepší pochopení problému je třeba porozumět všem aspektům.

Podle tohoto schématu lze snadno pochopit podstatu rozptylu světla.

Definice

Jev disperze (nebo rozkladu) světla je způsoben tím, že index lomu přímo závisí na vlnové délce. Newton byl první, kdo objevil disperzi, ale většinu teoretického základu vyvinuli vědci v pozdějším období.

Díky disperzi se podařilo prokázat, že bílé světlo se skládá z mnoha složek. Zjednodušeně řečeno, bezbarvý sluneční paprsek se při průchodu průhlednými látkami (krystal, voda, sklo atd.) rozloží na barvy duhy, ze které se skládá.

Vzhledem k velkému počtu faset v diamantech se třpytí mnoha odstíny.

V důsledku toho, že světlo vstupuje z jedné látky do druhé, mění směr pohybu, což se nazývá lom.Bílá barva obsahuje celou škálu barev, ale není patrná, dokud není vystavena disperzi. Každá ze složených barev má jinou vlnovou délku, takže úhel lomu je jiný.

Mimochodem! Vlnová délka každé z barev spektra je konstantní, proto se při průchodu průhlednou látkou odstíny seřadí vždy ve stejném pořadí.

Historie objevu a závěry Newtona

Příběh vypráví, že vědec si poprvé všiml, že okraje obrazu v čočce jsou barevné v období, kdy vylepšoval konstrukci dalekohledů. To ho velmi zaujalo a vydal se odhalit povahu vzhledu barevných pruhů.

V té době byla ve Velké Británii epidemie moru, a tak se Newton rozhodl odejít do své vesnice Woolsthorpe, aby omezil svůj společenský okruh. A zároveň provádět experimenty, abychom zjistili, odkud různé odstíny pocházejí. K tomu zachytil několik skleněných hranolů.

Něco takového byl Newtonův experiment, který umožnil vysvětlit jev rozptylu světla.

Během období výzkumu provedl mnoho experimentů, z nichž některé stále probíhají v nezměněné podobě. Ten hlavní vypadal takto: vědec udělal malý otvor do okenice temné místnosti a do cesty světelného paprsku umístil skleněný hranol. V důsledku toho byl na protější stěně získán odraz v podobě barevných pruhů.

Tento experiment lze opakovat samostatně.

Newton z odrazu vyčlenil červenou, oranžovou, žlutou, zelenou, azurovou, indigovou a fialovou. Tedy spektrum v jeho klasickém pojetí. Pokud se ale podíváte podrobněji a zvýrazníte rozsah moderního vybavení, získáte tři hlavní zóny: červenou, žlutozelenou a modrofialovou.Zbytek zabírá malé plochy mezi nimi.

Takto vypadá rozklad bílého světla na spektrum.

Kde se nachází

Rozptyl je vidět mnohem častěji, než se na první pohled zdá. Jen je třeba věnovat pozornost:

1. Duha je nejznámějším příkladem disperze. Světlo se láme v kapičkách vody a vzniká tak duha, kterou odborníci nazývají primární. Někdy se ale světlo dvakrát láme a objeví se vzácný přírodní úkaz – dvojitá duha. V tomto případě je uvnitř oblouk jasnější a se standardním pořadím barev a na vnější straně je rozmazaný a odstíny jdou v opačném pořadí.
2. západy slunce, který může být červený, oranžový nebo dokonce vícebarevný. V tomto případě je objektem, který paprsky láme, zemská atmosféra. Vzhledem k tomu, že vzduch se skládá z určité směsi plynů, je účinek různý a může být různý.
3. Pokud se podíváte pozorně dno akvária nebo velké vodní plochy s čistou průhlednou vodou můžete jasně rozlišit duhové odlesky. Je to dáno tím, že sluneční rozsah se vlivem difúze rozkládá na celé barevné spektrum.
4. Drahokamy se šperkovým brusem také třpytí. Pokud je jemně otočíte, můžete vidět, jak každá tvář dává jiný odstín. Tento jev je patrný na diamantech, křišťálu, kubických zirkonech a dokonce i na skle s dobrou kvalitou brusu.
5. skleněné hranoly a jakékoli jiné průhledné prvky, když jimi prochází světlo, také dávají efekt. Zvláště pokud je rozdíl v osvětlení.

Vzpoura barev při západu slunce je jedním z nejznámějších příkladů lomu světla.

Abychom dětem ukázali fenomén rozptylování, lze použít obyčejné mýdlové bubliny.Mýdlový roztok musí být nalit do nádoby a poté by měl být spuštěn jakýkoli rám vyrobený z drátu vhodné velikosti. Po extrakci lze pozorovat duhové přepady.

Rozklad světla na spektrum lze snadno provést pomocí svítilny chytrého telefonu. V tomto případě budete potřebovat skleněný hranol a list bílého papíru. Hranol je třeba položit na stůl v tmavé místnosti, jednak na něj nasměrovat paprsek světla a jednak položit papír, budou na něm barevné pruhy. Taková jednoduchá zkušenost je u dětí velmi oblíbená.

Jak oko rozlišuje barvy

Lidské vidění je velmi složitý systém schopný rozlišit část elektromagnetického spektra. Lidské oko rozlišuje vlnové délky od 390 do 700 nm. Elektromagnetické záření ve viditelné oblasti se nazývá viditelné světlo nebo jednoduše světlo.

Obrázek ukazuje, jak malá část elektromagnetického spektra je schopna vnímat lidský zrak.

Barvy jsou odlišeny tyčinkovými a čípkovými buňkami v sítnici. První typ má vysokou citlivost, ale je schopen rozlišit pouze intenzitu světla. Druhý dobře rozlišuje barvy, ale nejlépe funguje na jasném světle.

Kuželové buňky se přitom dělí na tři typy podle toho, na jaké vlny jsou citlivější – krátké, střední nebo dlouhé. Díky kombinaci signálů přicházejících ze všech typů čípků dokáže vidění rozlišit rozsah barev, které má k dispozici.

Každý typ buňky v oku dokáže vnímat ne jednu barvu, ale různé odstíny v širokém rozsahu vlnových délek. Vize vám proto umožňuje zvýraznit ty nejmenší detaily a vidět veškerou rozmanitost okolního světa.

Rozptyl světla najednou ukázal, že bílá je kombinací spektra.Ale můžete to vidět až poté, co se odráží přes určité povrchy a materiály.

Video tutoriál: Rozptyl světla