Тайны стеклянной призмы
Вспомним теперь, что показатель преломления зависит от частоты колебаний световой волны. Поэтому если луч белого света, в котором «смешаны» лучи с разной частотой колебаний, пройдет через стеклянную призму, то световые волны с большей частотой колебаний сильнее отклонятся от своего первоначального пути. Люди долгое время думали, что дневной белый свет самый простой. Ньютон доказал, что он состоит из цветных лучей. Пропустив солнечный свет через призму, он получил цветную полосу — спектр (рис. 12).
Спектр получали и до Ньютона. Но появление цветной полосы объясняли воздействием вещества призмы на белый свет, заставляющим менять его свою естественную белую окраску. Ньютон же доказал, что белый свет состоит из цветных лучей всегда, даже в отсутствие призмы. Выделив диафрагмой зеленый луч, Ньютон направил его на другую призму. Такой луч уже не разлагался на составляющие. Его Ньютон назвал монохроматическим (в переводе с греческого — одноцветный). В монохроматическом излучении световая волна колеблется с какой-то определенной частотой. Ньютон, чтобы окончательно доказать, что белый свет сложный, получил его смешением монохроматических лучей.
Однажды немецкий химик Р. Бунзен заметил, что в пламени изобретенной им очень жаркой горелки многие вещества превращаются в пар и окрашивают пламя в характерный для них цвет. Так, медь давала зеленое пламя, поваренная соль — желтое, а стронций — малиново-красное. Казалось, что, стоит только поместить в горелку вещество, и сразу же без утомительно долгих химических процедур по цвету пламени можно будет определить его состав. Однако задача оказалась не такой простой. Вскоре Бунзен убедился, что различные вещества могут давать пламя, которое нашему глазу кажется одинаковым по цвету. Он уже подумывал бросить свою затею, но неожиданный выход из положения подсказал ему профессор физики Г. Кирхгоф. По совету Кирхгофа свет окрашенного пламени горелки решено было пропустить через призму и наблюдать его спектр. Этот путь оказался плодотворным. Спектр каждого химического элемента отличался от спектров всех других. Например, отличить глазом, каким из двух элементов — литием или стронцием — окрашено пламя, невозможно: пламя всегда одного, малиново-красного, цвета. Если же свет «литиевого» пламени пропустить через призму, то получается яркая красная линия и рядом с ней слабая оранжевая. Стронций же дает голубую, две красных, оранжевую и желтую линии. Так был открыт метод спектрального анализа химических элементов. Ученые расшифровали язык света, и свет начал рассказывать им о составе испускающего излучение вещества.
В 1859 г. Бунзен и Кирхгоф открыли оптические методы анализа, а спустя почти десять лет, в 1868 г., французский астроном Ж. Жансен и английский астроном Н. Локьер независимо друг от друга с помощью спектрального анализа открыли на Солнце новый, неизвестный элемент — гелий. Открытие было сделано на расстоянии 150 млн. км от нашей планеты. Это было настоящим чудом. Лишь через 27 лет гелий был найден английским ученым У. Рам-заем в земном минерале клевеите.
Другие возможности спектроскопа не менее удивительны. С его помощью можно измерять скорость движения источников света. Оказывается, спектр источника света сдвигается в область длинных волн, если источник удаляется от наблюдателя, и в область коротких волн, если источник движется к наблюдателю (эффект Доплера). По этому сдвигу нетрудно определить скорость излучателя. Таким именно путем ученые-астрономы измерили скорости удаляющихся от Солнечной системы галактик. Но не только скорость можно измерять спектроскопом. Еще в 1896 г. голландский ученый П. Зееман наблюдал влияние магнитного поля на спектры раскаленных газов. Оказалось, что в сильном магнитном поле у зелено-голубой линии кадмия появляются еще два спутника с частотами v — дельта v и v + дельта v, если наблюдение вести поперек магнитного поля. В случае наблюдения вдоль магнитного поля вместо линии с частотой v появляются две линии с частотами v + дельта v и v — дельта v. Поэтому по спектру вещества можно судить не только о величине, но и о направлении магнитного поля, в котором находится светящееся вещество (рис. 13).
Источник
А если мы пропустим солнечный луч через стеклянную призму он
А если мы пропустим солнечный луч через стеклянную призму он разложится и образует так называемый спектр.
Слайд 6 из презентации «Цветовой круг для смешивания красок»
Размеры: 720 х 540 пикселей, формат: .jpg. Чтобы бесплатно скачать слайд для использования на уроке, щёлкните на изображении правой кнопкой мышки и нажмите «Сохранить изображение как. ». Скачать всю презентацию «Цветовой круг для смешивания красок.pptx» можно в zip-архиве размером 466 КБ.
Похожие презентации
«Исследование Солнечной системы» — Как устроено Солнце? Когда наступает полдень (презентация). Образовательные цели. Основополагающий вопрос. Проект был представлен на обобщающем уроке по теме «Мир глазами астронома». Изучение Солнечной системы. Как далеко мы находимся от Солнца? Развивающие цели. Можно ли познать наш мир? Изучение солнечных пятен (презентация).
«Объём призмы» — Основные шаги при доказательстве теоремы прямой призмы? Прямая призма. Проведение высоты треугольника ABC. Призму можно разбить на прямые треугольные призмы с высотой h. Понятие призмы. Вопросы. Цели урока. Как найти объем прямой призмы? Решение задачи. Объем исходной призмы равен произведению S · h.
«Урок Солнечная система» — Знаки Зодиака. Ориентирование по часам. Вокруг Солнца вращаются 9 планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Солнечная система. Ориентирование по звёздам. Солнце – центральное тело солнечной системы. Приливы и отливы. Луна – спутник Земли. Ориентирование по компасу.
«Происхождение Солнечной Системы» — Некоторые частицы продолжали свободно вращаться. Планеты и др. тела Солнечной системы. Геоцентрическая картина мира. Аккреационная теория Бьюфена. Остывание, уплотнение. Зародыши планет. Большое количество маленьких твёрдых частиц. Планеты и звёзды. Образование твёрдой коры и конденсация воды на Земной поверхности.
«Призма 10 класс» — Призма. Прямая. Применение призмы в архитектуре. Sп.п = Sбок.+2Sоснован. Боковые грани – прямоугольники. Формулы нахождения площади. Применение призмы в быту. Призмой называется многогранник у которого грани находятся в параллельных плоскостях. Sбок.= Pоснован. + h Для прямой призмы: Sп.п = Pоснов. • h + 2Sоснов.
«Многогранники призма» — Исаак Ньютон 1642 —1727. Проходя через призму, световые лучи преломляются. ABCDA1B1C1D1 – параллелепипед, выпуклый многогранник. Понятие многогранника. Применение призм. Где применяются призмы? Невыпуклый многогранник. ABCDMP – октаэдр, составлен из восьми треугольников. 1- наклонная призма 2- прямая призма правильная.
Источник
Дисперсия света. Луч белого света, проходя через трехгранную призму не только
Луч белого света, проходя через трехгранную призму не только
преломляется, но и разлагается на составляющие цветные лучи.
Направим луч солнечного света через щель на стеклянную призму.
(Рисунок 4) Падая на призму, луч преломлялся два раза, дает на противоположной стене удлиненное изображение с радужным чередованием цветов. Если на пути солнечного луча поставить зеленое стекло, за которым получается монохроматический свет (зеленый), далее пройдя через призму, на экране наблюдаем только зеленое пятно от луча света.
Простейший опыт по сложению цветов состоит в быстром вращении круга с секторами, окрашенными в цвета спектра. Так как реакция глаза составляет примерно 0,1 секунды, то при быстром вращении диска все цвета сливаются, и диск кажется белым.
Выводы из опытов
— призма не меняет свет, а только разлагает его на составляющие
— световые лучи, отличающиеся по цвету, отличаются по степени преломляемости; наиболее сильно преломляются фиолетовые лучи, менее сильно – красные.
Красный свет, который меньше преломляется, имеет наибольшую скорость, а фиолетовый — наименьшую, поэтому призма и разлагает свет.
При переходе из одной среды в другую изменяются скорость света и длина волны, а частота, определяющая цвет остается постоянной
Дисперсией называют зависимость оптических характеристик вещества — в частности, его показателя преломления — от длины волны проходящего света.
Это значит, что волны различной длины распространяются в какой- либо среде с различными скоростями и по-разному преломляются. Так как световые лучи разных цветов имеют различную длину волны, то при прохождении через стеклянную призму они отклоняются на различные углы. Вследствие дисперсии белый свет, проходящий через преломляющую среду, оказывается разложенным на семь основных цветов, непрерывно переходящих друг в друга.
Источник
Преломление света. Дисперсия. 11-й класс
Разделы: Физика
Класс: 11
Тип урока — урок изучения нового учебного материала.
Вид урока — комбинированный (предполагает несколько видов деятельности)
Формы деятельности: беседа, сопровождающая просмотр презентации, индивидуальная практическая работа, фронтальный опрос (при закреплении изученного материала).
Методы: проблемно-поисковый, наглядно-иллюстративный, практический.
Оборудование: компьютер (ноутбук), мультимедийный проектор, набор стеклянных или пластмассовых призм (по количеству парт), презентация PowerPoint (презентация).
Цель урока: Познакомить учащихся с явлением, доказывающим волновую природу света — дисперсией, и опытами, доказывающими сложную структуру белого света. Объяснить процесс восприятия цвета.
Задачи:
- рассмотреть опыты и явления, иллюстрирующие явление дисперсии и установить зависимость между частотой колебания (длина волны) и показателем преломления (скоростью распространения света),
- продолжить развитие
- сенсорной сферы личности обучающихся, их мышления и речи,
- мотивации к изучению предмета;
- умения давать научное объяснение происходящим вокруг человека световым явлениям.
Добрый день, уважаемые ученики. Сегодня мы продолжим изучение законов геометрической оптики , их практическое применение и проявление в природе. С какими законами мы познакомились на прошлом уроке?
(закон прямолинейного распространения света и закон независимости световых пучков)
Какие природные явления доказывают справедливость этих законов?
(лунные и солнечные затмения, процесс образование тени от предмета)
Какие ещё оптические явления вам знакомы?
(радуга, миражи, и т.д.)
Сегодня мы познакомимся с явлением, которое объясняет природу многих из названных вами явлений. Прошу вас записать в тетрадях тему урока, которую вы видите на экране.
Вспомните, пожалуйста, начало формулировки закона прямолинейно распространения света.
(в прозрачной однородной среде:)
А что вы увидите, наблюдая за световым лучом, переходящим из одной среду в другую, то есть, распространяющимся в неоднородной среде?
Изображение предмета как бы искажается, меняется его цвет и форма. Это объясняется изменением направления лучей на границе двух сред — преломлением света.
При переходе из одной среды в другую меняется скорость распространения света, поэтому и возникает эффект преломления. Чтобы сравнить одну среду с другой, вводится понятие показателя преломления среды — относительного и абсолютного.
Занимаясь усовершенствованием телескопов, Ньютон обратил внимание на то, что изображение, даваемое объективом, по краям окрашено. Радужную окраску изображения, даваемого, линзой, наблюдали, конечно, и до него. Было замечено также, что радужные края имеют Предметы, рассматриваемые через призму. Основной опыт Ньютона был гениально прост. Ньютон догадался направить на призму световой пучок малого поперечного сечения. Пучок солнечного света проходил в затемненную комнату через маленькое отверстие в ставне. Падая на стеклянную призму, он преломлялся и давал на противоположной стене удлиненное изображение с радужным чередованием цветов. Следуя многовековой традиции, согласно которой радуга считалась состоящей из семи основных цветов, Ньютон тоже выделил семь цветов: фиолетовый, синий, голубой, зеленый, желтый, оранжевый и красный. Саму радужную полоску Ньютон назвал спектром.
Закрыв отверстие красным стеклом, Ньютон наблюдал на стене только красное пятно, закрыв синим стеклом, наблюдал синее пятно и т. д. Отсюда следовало, что не призма окрашивает белый свет, как предполагалось раньше. Призма не изменяет свет, а лишь разлагает его на составные части.
Белый свет имеет сложную структуру. Из него можно выделить пучки различных цветов, и лишь совместное их действие вызывает у нас впечатление белого цвета. В самом деле, если с помощью второй призмы, повернутой на 180° относительно первой, собрать все пучки спектра, то опять получится белый свет.
Другой важный вывод, к которому пришел Ньютон, был сформулирован им в трактате по «Оптике» следующим образом: «Световые пучки, отличающиеся по цвету, отличаются по степени преломляемости» (для них стекло имеет различные показатели преломления). Наиболее сильно преломляются фиолетовые лучи, меньше других — красные.
Выделив какую-либо часть спектра, например зеленую, и заставив свет пройти еще через одну призму, мы уже не получим дальнейшего изменения окраски. Зависимость показателя преломления света от его цвета Ньютон назвал дисперсией.
Луч красного цвета преломляется меньше из-за того, что красный свет имеет в веществе наибольшую скорость, а луч фиолетового цвета больше, так как скорость фиолетового света наименьшая. Именно поэтому призма и разлагает свет.
Пронаблюдайте ход солнечного луча, падающего на стеклянную призму, и получающееся за призмой изображение.
В пустоте скорости света разного цвета одинаковы. Впоследствии была выяснена зависимость цвета от физических характеристик световой волны: частоты колебаний или длины волны. Поэтому можно дать более глубокое определение дисперсии, чем то, к которому пришел Ньютон: дисперсией называется зависимость показателя преломления света от частоты (длины) световой волны.
Явление дисперсии, открытое Ньютоном — первый шаг к пониманию природы цвета. Световые колебания одной частоты образуют монохроматический свет.
Зная, что белый свет имеет сложную структуру, можно объяснить удивительное многообразие красок в природе. Если предмет, например лист бумаги, отражает все падающие на него лучи различных цветов, то он будет казаться белым.
Покрывая бумагу слоем красной краски, мы не создаем при этом света нового цвета, но задерживаем на листе некоторую часть имеющегося. Отражаться теперь будут только красные лучи, остальные же поглотятся слоем краски. Трава и листья деревьев кажутся нам зелеными потому, что из всех падающих на них солнечных лучей они отражают лишь зеленые, поглощая остальные. Если посмотреть на траву через красное стекло, пропускающее лишь красные лучи, то она будет казаться почти черной.
Радуга возникает из-за того, что солнечный свет испытывает преломление в капельках воды, взвешенных в воздухе. Эти капельки по-разному отклоняют свет разных цветов, в результате чего белый свет разлагается в спектр. Наблюдателю кажется, что из пространства по концентрическим кругам (дугам) исходит разноцветное свечение (при этом источник яркого света всегда находится за спиной наблюдателя).
А теперь попробуйте объяснить некоторые из явлений, которые мы наблюдаем в повседневной жизни.
Обсуждение вопросов, указанных на слайде
На следующем уроке вам предстоит экспериментально измерить показатель преломления стекла, используя стеклянную призму, поэтому прочтите описание лабораторной работы. Кроме того, вы получаете следующее домашнее задание: параграф 17; задачи № 11.10; 11.32; 11.43; 11.45 из задачника Л.Э.Генденштейна.
Источник