Већину чињеничних података о појавама и природи која нас окружује човек је добио помоћу перцепције помоћу органа визуелне перцепције који стварају светлост. Појави светлости који се проучавају у физици разматрани су у одељку Оптика..
По својој природи светлост је електромагнетска појава, што говори о истодобној манифестацији таласа (интерференције, дифракције, дисперзије) и квантних својстава (фотоелектрични ефекат, луминисценција).
Размотримо два важна таласна својства светлости: дифракцију и дисперзију.
Дифракција светлости
Концепт светлосног снопа се широко користи у геометријској оптици. Таква појава се сматра уским снопом светлости који се директно шири. За нас се такво ширење светлости у хомогеном медију чини толико обичним да је прихваћено као очигледно. Довољно убедљива потврда овог закона може бити формирање сенке која се појављује иза непрозирне препреке која стоји на путу светлости. А светлост заузврат емитује тачкасти извор.
Појави које се јављају током ширења светлости у медијуму са израженим нехомогеностима су дифракција светлости.
Дифракција светлости
Дакле, дифракција је скуп појава које настају обавијањем светлосних зрака препрека које се сусрећу на њиховом путу (у ширем смислу: било каква одступања од закона геометријске оптике током ширења таласа и њихово дељење у делове геометријске сенке).Дифракција се јасно показује у случају када су параметри нехомогености (резови реза) пропорционални дужини таласне дужине. Ако су димензије превелике, онда се посматра само на значајним удаљеностима од нехомогености.
Приликом омотавања нехомогености, светлосни сноп се разграђује у спектар. Спектар распадања добијен овом појавом назива се спектар дифракције. Дифракциони спектар се такође назива решетка.
Распрострањеност светла
Различити апсолутни индекси рефракције медија одговарају различитим брзинама ширења таласа. Из Невтоновог истраживања произлази да се апсолутни индекс лома повећава са повећањем фреквенције светлости. Временом су научници утврдили чињеницу да када гледају светлост као талас свака боја мора бити повезана са таласном дужином. Важно је да се ове таласне дужине непрестано мењају, реагујући на различите нијансе сваке боје.
Ако је танки сноп сунчеве светлости усмерен ка стакленој призми, тада је након рефракције могуће посматрати распадање беле светлости (бела светлост је комбинација електромагнетних таласа различите таласне дужине) у разнобојни спектар: седам основних боја - црвена, наранџаста, жута, зелена, плава, Плава и љубичаста боја. Све ове боје се мешају једно са другим. Црвени зраци одступају у мањој мери од почетног смера, а љубичасти зраци у већој мери.
Распрострањеност светла
Ово може објаснити појаву обојења објеката различитим бојама, јер је бела светлост комбинација различитих боја. На пример, боја лишћа биљака, посебно зелена боја, настаје због чињенице да се апсорпција свих боја осим зелене боје дешава на површини лишћа. То је оно што видимо.Дакле, дисперзија је појава која карактерише зависност рефракције неке супстанце од таласне дужине. Ако говоримо о светлосним таласима, тада се дисперзија назива дисперзија феномена зависности брзине светлости (као и индекса лома светлости неке супстанце) од дужине (фреквенције) светлосног снопа. Због дисперзије, бела светлост се разлаже у спектру док пролази кроз стаклену призму. Зато се на сличан начин резултирајући спектар назива дисперзивни. На излазу из призме добијамо проширену светлосну траку са бојом која се непрекидно (глатко) мења. Распон дисперзије се такође назива призматички.
Дифракциони и дисперзни спектри
Испитали смо појаве дифракције и дисперзије, као и њихове последице - добијање дифракционих и дисперзних спектра. Сада обратите посебну пажњу на њихове разлике.
Методе за добијање спектра:
- Дифракцијски спектар: често се добија помоћу такозване дифракцијске решетке. Састоји се од прозирних и непрозирних трака (или рефлективних и не рефлексних). Ови се појасеви наизменично мењају са временом чија вредност зависи од таласне дужине. Када погоди решетку, светлост се дели на зраке за које се посматрају феномен дифракције и распадање светлости у спектру..
- Дисперзијски спектар: за разлику од дифракционог спектра, добијеног као резултат продора светлосног таласа кроз супстанцу (призма). Као резултат пролаза, једнобојни таласи се подвргавају рефракцији, а угао рефракције ће бити другачији.
Расподела и природа боја у спектрима:
- Дифракцијски спектар: од првог до последњег у спектру, боје су равномерно распоређене. И појављују се од љубичасте до црвене боје, наиме узлазним редоследом.
- Распон дисперзије: у црвеном делу спектра је компресован, а у љубичастом делу се протеже. Боје се крећу од црвене до љубичасте, то јест, опадајућим редоследом, за разлику од дифракционог спектра.
Коначне информације
Дакле, разматране карактеристике показују да дифракцијски узорак значајно зависи од таласне дужине светлости која окружује препреку. Стога, ако је светлост немонохроматска (на пример, бела светлост коју разматрамо), тада максими дифракционог интензитета за различите таласне дужине једноставно одступају и они формирају дифракционе спектре. Имају значајну предност у односу на спектре који настају услед дисперзије зрака који пролазе кроз призму. Међусобни распоред боја за њих не зависи од својстава материјала од којих се праве заслони и прорези решетке, већ се јединствено одређује само таласним дужинама и геометријом уређаја (на пример, призмама) и може се израчунати искључиво из геометријских разлога.
