Что такое дисперсия
Показатель преломления стекла (или воды, или любого прозрачного вещества) зависит от длины волны света. Фиолетовый свет (λ ≈ 400 нм) преломляется в стекле сильнее, чем красный (λ ≈ 700 нм). Это и есть дисперсия.
Типичный пример: для стекла n_фиол ≈ 1,53, n_красн ≈ 1,51. Разница небольшая, но достаточная, чтобы разделить цвета.
Призма Ньютона
В 1666 году Исаак Ньютон пропустил узкий пучок солнечного света через стеклянную призму. Белый свет разложился в радужную полосу: красный — меньший угол преломления, фиолетовый — больший. Ньютон доказал: белый свет — это смесь всех цветов, а призма их лишь разделяет.
Порядок цветов: Каждый Охотник Желает Знать Где Сидит Фазан (красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый).
Радуга
Капли дождя работают как миниатюрные призмы: белый солнечный свет преломляется, войдя в каплю, отражается от задней стенки и снова преломляется при выходе. Из-за дисперсии каждый цвет выходит под своим углом — и мы видим дугу. Красная полоса вверху (40–42° от линии солнце–наблюдатель–центр дуги), фиолетовая внизу (38–40°).
Дисперсия в технике
- Спектроскопия: дисперсионные призмы используются для разложения излучения и анализа химического состава вещества по спектру.
- Оптическое волокно: дисперсия — проблема: разные длины волн приходят в разное время, сигнал «расплывается». Инженеры борются с ней, подбирая материал и профиль волокна.
- Ахроматические линзы: в объективах фотоаппаратов разные сорта стекла склеивают вместе, чтобы компенсировать дисперсию и убрать цветные каймы («хроматическую аберрацию»).
Дисперсия и цвет мыльных плёнок
Тонкая плёнка мыла отражает лучи от передней и задней поверхности. В зависимости от толщины плёнки одни длины волн усиливаются (конструктивная интерференция), другие гасятся. Это интерференция, а не дисперсия, но результат похож — переливающиеся цвета.
