Lumina se numește dependența de dispersie a indicelui de refracție n al frecvenței substanței n (lungime de undă l) lumină sau dependența vitezei idiomatic v propagarea undelor de lumina de frecvență n: n = f (l).
Consecința dispersiei este extinderea spectrului fasciculului de lumină albă pe măsură ce trece prin prisma. Luați în considerare dispersia luminii în prisma.
Lăsați un fascicul de lumină monocromatică să cadă pe o prismă cu un unghi de refracție A și un indice de refracție n (la un unghi de a1). Dupa refractia dubla (pe partea stanga si dreapta a prismei), raza
este respins din original
direcția la unghiul j. Rezultă din fig.51,
Dacă convertim această expresie, putem arăta asta
și anume Unghiul de deformare este mai mare, cu atât mai mult refracția prismei. Din expresia (173) că devierea razelor prism unghiului valoare dependentă (n-1) și n - o funcție de lungime de undă, cu toate acestea lungimi de undă diferite raze, după ce trece prin prisma vor fi deviate la unghiuri diferite, și anume, o rază de lumină albă destramă prismatice .. în spectru, care a fost observat de Newton. Astfel, folosind o prisma, precum și cu o rețea de difracție, lumina se descompune într-un spectru și poate determina compoziția spectrală.
Luați în considerare diferențele dintre spectrele de difracție și prismatică.
1. difracție direct descompune lungimea de undă de lumină incidente astfel încât unghiurile măsurate (în direcțiile maxime corespunzătoare) poate fi calculată lungime de undă. Descompunerea luminii în spectrul prismă are loc în funcție de valorile indicelui de refracție, de aceea este necesar să se cunoască relația n = f (l) pentru determinarea lungimii de undă a luminii.
2. Culorile compuse în spectrele de difracție și prismatică sunt aranjate diferit. Rezultă din (166) că în grila de difracție sinusul unghiului de deviere este proporțional cu lungimea de undă. În consecință, razele roșii, având o lungime de undă mai lungă decât cele violete, sunt deviate mai puternic de grâul de difracție. Prisma sparge razele în spectru în funcție de valorile indicelui de refracție, care scade pentru toate substanțele transparente cu lungime de undă în creștere (Figura 51). De aceea, razele roșii deviază de prisma mai slabă decât razele purpurii.
3. Spectrele de difracție sunt uniforme, spectrele de dispersie nu sunt.
4. Grilajele de difracție dau câteva ordini de spectru, prisma dă un spectru de aceeași ordine.
Valoarea. se numește dispersia materiei; arată cât de repede se modifică indicele de refracție cu lungimea de undă. Din fig. 52 rezultă că indicele de refracție al substanțelor transparente scade cu o lungime de undă în descreștere; în consecință, mărimea modulului crește de asemenea cu scăderea l. O astfel de dispersie se numește normal.
Efectul spectrografelor de prism se bazează pe fenomenul dispersiei normale. N curba (l) în apropierea benzilor de absorbție vor fi diferite: n scade odată cu scăderea l. Un astfel de curs al dependenței lui n pe l este numit o dispersie anormală. Plot dispersiei aberant este prezentată în Figura 53. Parcelele dispersiei aberante observate în apropierea frecvenței de rezonanță a luminii incidente atunci când n este aproape de una dintre frecvențele naturale ale oscilațiilor în substanță n0 electric. Observarea dispersiei anormale permite determinarea frecvențelor naturale de oscilație a atomilor și pentru a determina nivelele de energie ale electronilor în atomi.
Principalele caracteristici ale oricărui aparat spectral sunt puterea de dispersie și de rezoluție.
unde dj este distanța unghiulară dintre liniile spectrale care diferă în lungimea de undă prin dl, iar dl este distanța liniară dintre aceleași linii.
Pentru a găsi dispersia unghiulară a grilajului de difracție, diferențiem starea maximului principal în stânga în j și în dreapta în l.
la unghiuri mici cosj »1, și
unde N0 este numărul de goluri pe unitate de lungime. Din 176 rezultă că cu cât ordinea spectrului este mai mare, cu atât variația este mai mare.
Pentru j j:
unde f 'este distanța focală a lentilei. Posibilitatea de rezoluție (adică percepția separată) a două linii spectrale apropiate depinde nu numai de
distanța dintre ele (determinată de varianța instrumentului), dar și de lățimea maximului spectral. Conform criteriului propus de Rayleigh, liniile spectrale sunt complet rezolvate dacă mijlocul unui maxim coincide cu marginea celuilalt. În acest caz, minimul dintre linii este de aproximativ 80% din maxime (Figura 54a).
în cazul în care - cea mai mică diferență dintre cele două lungimi de undă aproape de linii spectrale, care sunt reproduse în spectrul grilajului mai mult sau separat, așa cum se spune, sunt bare rezolvate. Pentru o rețea de difracție
unde N este numărul total de fante de zăbrele.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: