Kaj razlikuje difrakcijski spekter od disperzije

Večino dejanskih informacij o pojavih in naravi okoli nas človek pridobi s pomočjo percepcije s pomočjo organov vizualne percepcije, ki jih ustvarja svetloba. Fenomen svetlobe, ki se proučuje v fiziki, je obravnavan v poglavju Optika.

Svetloba je po svoji naravi elektromagnetni pojav, kar nakazuje istočasno manifestacijo tako valovnih (interferenčnih, difrakcijskih, disperzijskih) kot tudi kvantnih lastnosti (fotoelektrični učinek, luminiscenca).

Razmislite o dveh pomembnih valovnih lastnostih svetlobe: difrakciji in disperziji.

Difrakcija svetlobe

Koncept svetlobnega snopa se široko uporablja v geometrijski optiki. Takšen pojav velja za ozek pramen svetlobe, ki se širi v ravni črti. Takšno širjenje svetlobe v homogenem okolju se nam zdi tako običajno, kar je sprejeto kot očitno. Dovolj prepričljiva potrditev tega zakona je lahko oblikovanje senc, ki se pojavi za motno oviro, ki stoji na poti svetlobe. Svetloba pa se oddaja s točkovnim virom.

Fenomen, ki se pojavi, ko se svetloba širi v mediju z izrazitimi nehomogenostmi, je difrakcija svetlobe.

Difrakcija svetlobe

Torej, difrakcija se nanaša na niz pojavov, ki jih povzročajo svetlobni žarki, ki se skrivajo okoli ovir, ki se pojavljajo na njihovi poti (v širšem pomenu: vsako odstopanje od zakonitosti geometrijske optike med širjenjem valov in udarci po območjih geometrijske sence).

Difrakcija je jasno vidna, kadar so parametri nehomogenosti (mrežne reže) sorazmerni z dolgo valovno dolžino. Če so dimenzije prevelike, se opazijo le na velikih razdaljah od nehomogenosti.

Pri zaokroževanju nehomogenosti se svetlobni žarek razširi v spekter. Spekter razpada, ki ga dobimo s tem pojavom, se imenuje difrakcijski spekter. Difrakcijski spekter se imenuje tudi rešetka.

Svetlobna disperzija

Različni absolutni indeksi refrakcije medija ustrezajo različnim hitrostim širjenja valov. Iz Newtonovih raziskav sledi, da se absolutni lomni indeks poveča z vedno večjo frekvenco svetlobe. Sčasoma so znanstveniki ugotovili dejstvo, da je treba pri obravnavi svetlobe kot valovanja vsako barvo nastaviti tako, da ustreza valovni dolžini. Pomembno je, da se te valovne dolžine stalno spreminjajo in se odzivajo na različne odtenke vsake barve.

Če je tanek pramen sončne svetlobe usmerjen v stekleno prizmo, potem je po lomu mogoče opaziti razgradnjo bele svetlobe (bela svetloba - niz elektromagnetnih valov z drugačno valovno dolžino) v večbarvni spekter: sedem osnovnih barv - rdeča, oranžna, rumena, zelena, modra modre in vijolične barve. Vse te barve se gladko preoblikujejo v druge. V manjši meri rdeči žarki odstopajo od začetne smeri in v večji meri - vijoličnih žarkov.

Svetlobna disperzija

To lahko pojasni nastanek barvnih predmetov v različnih barvah, saj je bela svetloba zbirka različnih barv. Na primer, barva listov rastlin, še posebej, zelene barve, zaradi dejstva, da je na površini listov je absorpcija vseh barv, razen zelene. To je tisto, kar vidimo.

Torej je disperzija pojav, ki označuje odvisnost loma snovi od valovne dolžine. Če govorimo o svetlobnih valovih, potem disperzijo disperzije imenujemo fenomen odvisnosti hitrosti svetlobe (kot tudi refrakcijskega indeksa svetlobne snovi) od dolžine (frekvence) svetlobnega žarka. Zaradi razpršitve se bela svetloba razgradi v spekter, ko gre skozi stekleno prizmo. Zato se na podoben način dobljeni spekter imenuje disperzija. Na izhodu iz prizme dobimo razširjen svetlobni trak z barvilom, ki se nenehno spreminja (gladko). Disperzijski spekter se imenuje tudi prizmatičen.

Difrakcijski in disperzijski spektri

Preučili smo pojav difrakcije in disperzije ter njihove posledice - pridobitev difrakcijskih in disperzijskih spektrov. Zdaj posebno pozornost posvetite njihovim razlikam.

Metode pridobivanja spektrov:

  • Difrakcijski spekter: pogosto dobimo s tako imenovano difrakcijsko mrežico. Sestavljen je iz prozornih in neprozornih pasov (ali odsevnih in neodsevnih). Ti pasovi se izmenjujejo z obdobjem, katerega vrednost je odvisna od valovne dolžine. Ko se dotakne rešetke, se svetloba razdeli na žarke, za katere se opazuje pojav difrakcije in razgradnje svetlobe v spekter.
  • Disperzijski spekter: v nasprotju z difrakcijskim spektrom je dobljen kot posledica prodiranja svetlobnega vala skozi snov (prizmo). Zaradi prehoda se monokromatični valovi lomijo, kot loma pa bo drugačen.

Porazdelitev in narava barv v spektrih:

  • Difrakcijski spekter: od prvega do zadnjega v spektru barv je enakomerno razporejen. Pojavijo se od vijolične do rdeče, in sicer v naraščajočem vrstnem redu.
  • Disperzijski spekter: stisnjen v rdečem delu spektra in raztegnjen v vijolični barvi. Barve so razvrščene po vrstnem redu od rdeče do vijolične, to je v padajočem vrstnem redu, v nasprotju s povečanjem difrakcijskega spektra.

Končne informacije

Upoštevane značilnosti torej kažejo, da je difrakcijski vzorec bistveno odvisen od valovne dolžine svetlobe, ki sega okoli ovire. Torej, če je svetloba ne-monokromatična (npr. Bela svetloba, ki jo razmišljamo), potem se difrakcijski maksimumi intenzitete za različne valovne dolžine preprosto razhajajo in tvorijo difrakcijske spektre. Imajo pomembno prednost pred spektri, ki nastanejo zaradi disperzije žarkov, ki prehajajo skozi prizmo. Medsebojna razporeditev barv v njih ni odvisna od lastnosti materialov, iz katerih so izdelani zasloni in reže rešetke, ampak je edinstveno določena le z valovno dolžino in geometrijo naprave (npr. Prizma) in se lahko izračuna izključno iz geometrijskih vidikov.

Priporočena

Plazma ali LCD? Primerjava in tehnološke razlike
2019
Buscopan in Duspatalin: primerjava in boljše
2019
"Pharmatex" ali "Benatex": primerjava zdravil, ki je boljša
2019