Dyspersja światła. Dyspersją światła nazywamy zależność współczynnika załamania światła n substancji od częstości ν (długości fali λ) światła, albo zależność prędkości fazowej v światła w ośrodku od jego częstości. Dyspersję światła można, zatem przedstawić w postaci zależności Konsekwencją dyspersji jest rozkład wiązki światła białego na barwy spektralne po przejściu przez pryzmat. Taka zależność została po raz pierwszy opisana przez I. Newtona w 1672 roku. Rozważmy dyspersję światła w pryzmacie. Niech wiązka monochromatycznego światła pada na pryzmat posiadający współczynnik załamania n pod kątem α1 ( Rysunek 9.1 ). Po dwukrotnym załamaniu promień jest odchylony od początkowego kierunku o kąt φ. Z rysunku wynika, że 9.2 Załóżmy, że kąty A i α1 są małe, wtedy kąty α2, β1 i β2 też będą małe i zamiast sinusów tych kątów można podstawić ich wartości. Dlatego α1/ β1 = n, α2/ β2 = 1/n, a ponieważ β1 + β2 A, to , 9.3 Z równań 9.2 i 9.3 wynika, że , 9.4 tzn. kąt o jaki odchyla pryzmat promienie jest tym większy, im większy kąt łamiący pryzmatu A. Z równania 9.4 wynika, że kąt odchylenia promieni przez pryzmat zależy od (n – 1), ale n jest funkcją długości fali, dlatego promienie różnych długości fal, przechodząc przez pryzmat, będą odchylane o różne kąty, a to oznacza, że wiązka światła białego zostanie rozciągnięta w widmo, co właśnie, zaobserwował Newton. W ten sposób, za pomocą pryzmatu, jak i za pomocą siatki dyfrakcyjnej, rozkładając światło spektralnie można określić jego skład widmowy. Rozważmy różnice między widmami pochodzącymi od siatki dyfrakcyjnej i pryzmatu. 1. Siatka dyfrakcyjna rozkłada światło na określone długości fal, dlatego też mierząc kąty
(…)
… elektrycznego E i wektor indukcji
magnetycznej B są prostopadłe do kierunku rozchodzenia się fal elektromagnetycznych i do
siebie, a ich prędkość rozchodzenia się w próżni c m/s. Własności, warunki powstawania i
rozprzestrzeniania się fal elektromagnetycznych opisują w zupełności równania falowe
wynikające z równań Maxwella. Istotny wpływ na takie własności fal elektromagnetycznych,
jak prędkość rozchodzenia…
….
Wodór jako pierwiastek zbudowany z najprostszych atomów ma stosunkowo proste widmo,
które stało się podstawą modeli teoretycznych wyjaśniających budowę atomu.
Serie widmowe wodoru:
1885 r. Balmer – w obszarze widzialnym zauważył 9 linii układających się w myśl zależności:
n2
, gdzie B=3646 Å, n=3,4,5...
B 2
n 4
Rydberg – zaproponował, aby liczby falowe w serii Balmera opisać za pomocą wzoru:
1
1
~ 1
R H 2 2 , n=3,4,5...
2
n
RH=10967758 m-1 – stała Rydberga (wyznaczona na podstawie dopasowania do danych
~
doświadczalnych), - liczba falowa, określająca ile razy długość fali mieści się w jednostce długości.
Później odkryto kolejne serie w widmie wodoru:
1906 r.
Lyman
1908 r. Paschen
1922 r. Brackett
1924 r. Pfund
1952 r. Humphreys
n=2,3,4 ...
n=4,5,6 ...
n=5,6,7 ...
n=6,7,8…
…, i lustrach wszelkiego rodzaju.
Światło rozchodzi się po prostych liniach i rozszerza proporcjonalnie do odległości. Kiedy
przechodzi z jednego przezroczystego ośrodka w drugi promienie uginają się, czyli występuje
zjawisko refrakcji fal, które powoduje, że słomka zanurzona w wodzie zdaje się zginać w
miejscu zetknięcia z powierzchnią wody.
Zjawisko to po raz pierwszy zbadał matematyk holenderski Willebrord…
… fourierowskie oraz filtracyjne. Typowy spektrometr
optyczny tworzą: kolimator, obiektyw element dyspersyjny (tj. pryzmat, siatka dyfrakcyjna
itp.), obiektyw kamery rejestrującej i element rejestracji widma, którym w spektrometrze jest
fotometr.
Widmo emisyjne, widmo wybranego typu promieniowania wysyłanego przez dany obiekt. W
przypadku fal elektromagnetycznych (od mikrofal po promieniowanie rentgenowskie…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)