Г.С. Ландсберг - Элементарный учебник физики (том 3). Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика (1120574), страница 74
Текст из файла (страница 74)
Рассчитывая нгправление преломления лучей в случае сферических водяных капель, мы получаем картину распределения цветных дуг, точно соответствующу!о наблюдаемым в ргдуге. Аналогично, рассмотрение преломления света в крпстглликах льда позволяет объяснить явления кругов вокруг Солнца и Луны в морозное время года, образование так называемых ложных солнц, столбов и т. д.
5 162. Дисперсия показателя преломления различных материалов. Измерения показателя преломления в зависимости от длины волны для разных веществ показывают, что дисперсия различных материалов может быть весьма различна. В табл. 9 приведены в качестве примерг значения *) Дисперсия — лзт. Ймрегзиз — рассеянный, рззбросзнпый. Нзблюдзвшееся Ньютоном явление следует точнее яззывзть дисперсией покозщпеля преломления, ибо н другие оптнческне величины обнзружнвзют ззвисвмость от длины волны )дисперсию). Т а б л и ц а 9.
Зависимость показателя преломления от длины волны длн разных веществ Показатель крелоилския Длика волки Л в ки ! квет) стекло, легкий «рок стекло, тяже- лый флинт серо- утлероа вака 1,6444 1,6499 1,6657 1,6852 1,514о 1,5170 1,5230 1,5318 656,3 (красный) 589,3 (желтый) 486, 1 (голубой) 404,7 (фиолетовый) 1,6219 1,6308 1,6799 1,6990 1,3311 1,3330 1,337! 1,3428 Рнс. 311. Сравиательпая дисперсия разных веществ: 1 — вода, 2 — легкий крои, 3 — тяжелый флинт. О темных ливиях в спекц~е см. в 4 !78 Различие в дисперсии для разных стекол позволяет исправлять хроматическую аберргцию, как об этом упоминалось В 9 106.
9 !63. Дополнительные цвета. Как было сказгно в 9160, основной опыт Ньютона состоял в р а з л о ж е н и и белого света в спектр. Естественно ожидать, что если мы с м еш а е м все цветг полученного спектра, то вновь получится белый свет. Соответствующие опыты также были осуществлены Ньютоном. Смешение спектральных цветов можно осуществить, например, следующим образом. Направим на призму Р (рис.
312) параллельный пучок белого света. На показателя преломления в зависимости от длины волны для двух сортов стекла и двух различных жидкостей. На рис. 311 изображено, как выглядел бы спектр солнечного света, полученный при помощи призм одинаковой формы, сделанных из перечисленных в тгблице материалов. выходной грани призмы поместим диафрагму 0 и за призмой расположим линзу Е.
В главной фокальной плоскости Мл) линзы, где сходятся параллельные пучки различных цветов, получим цветную полоску к)н)з (спектр), ибо лучи разных цветов падают на линзу под разными углами н, следовательно, собираются в разных точках фекальной плоскости. Но этп же цветные пучки лучей, проходящие через диафрагму 0 по разным направлениям, дадут благодаря линзе (.
изображение диафрагмы Р в виде белого Е и" Рис. 3!2. Схематическое изображение опыта по смешению цветов. Рисунок имеет цветной дубликат (см. форзац) кружка в плоскости АВ; в каждой точке изображения смешаны все лучи, которые входили в состав пучка белого света, упавшего на призму. Поместим теперь в плоскость Мйт, где получено резкое изображение спектра, какую-нибудь непрозрачную полоску (например, карандаш) так, чтобы она задержала какой- нибудь участок спектра, например зеленый (рис. 313). веленью д )г бзссолемо 3гееиее) )Гд ~иапелт Рис. 313.
Карандаш 0 задерживает часть спектра (зеленую). Рисунок имеет цветной дублвкат (см. форзац) Тогда изображение окажется цветным и притом красным. Переместим карандаш так, чтобы он задерживал другие лучи спектра, например синие; изображение станет желтым. Перемещая карандаш параллельно самому себе вдоль Мй(, 393 т. е. последовательно закрывая доступ то одним, то другим лучам, мы заставим изменяться окраску изображения, ибо при каждом положении карандаша в образовании изображения участвуют н е в с е ц в е т а л у ч е й белого света, а лишь часть их.
л А Рис. 3(4. Призмочка Р отклоняет часть спектра (зеленую). Рисунок имеет цветной дубликат (см. форзац) Еше нагляднее становится подобный опыт, если отклонить часть лучей спектра в сторону, поместив на их пути зеркальце или призмочку (рис. 314). Рпс. 3(5. Картины перекрытия изображений в дополнительных цветах, полученные по методу, схематически представлен.юму па рнс. 3!4. Рисунок имеет плеткой дубликат (см. форззц) В таком случае на экране АВ мы подул!ч! два изобра. жени я, расположенных р я д о м друг с другом. Одно образовано отклоненными лучами, другое — всеми остальными лучами спектра.
Оба изображения окажутся цветными. Если угол отклонения подобран так, что цветные изображе- ния отчасти перекрывают друг' друга, то общая часть изображения будет освещена всеми лучами спектра и будет б ел о й. Таким образом, общая картина будет подобна изображенной на рис. 315. Части А и В, покрытые простой штриховкой, окрашены в разные цвета, а часть С вЂ” белая. Цвета участков А и В носят название дополнительных, ибо они дополняют друг друга до белого цвета. Варьируя описанные опыты, можно подобрать весьма большое количество сочетаний дополнительных цветов.
Некоторые из них приведены в табл. 10. Т а б л и ц а 1О. Дополнительные цвета голубо. вато- зеленая Выделен- ная часть спектра желто- зеленая оранже. вая зеленая желтан красная Цвет сие. сн остен шихся лучей голубо- вата. зеленый фноле- товыи пурпур- ный синий красный голубой 5 164. Спектральный состав света различных источников.
Опытами Ньютона было установлено, что солнечный свет имеет сложный характер. Подобным же образом, т. е. анализируя состав света при помощи призмы, можно убедиться, что свет большинства других источников 1лампа накаливания, дуговой фонарь и т.
дд имеет такой же характер. Сравнивая спектры этих светящихся тел, обнаружим, что соответственные участки спектров обладают различной яркостью, т, е. в различных спектрах энергия распределена 39$ Дополнительные цвета можно получать н прн помощи соответственным образом подобранных цветных стскол. Если стекла выбраны удачно, то, получив с нх помощью два цветных изображения, частично накладывающихся друг на друга, мы можем получить картину, подобную изображенной на рис. 315, Два дополнительных цвета в совокупности могут и не представлять собой в с е г о спектра. Так, например, узкий участок красного цвета довольно удачно дополняет соответствующий участок зеленого. Однако наиболее совершенными дополнительными цветами являются цвета, полученные разделением спектра белого света на две части. по-разному.
Еще надежнее удостовериться в этом можно, если исследовать спектры при помощи термоэлемента (см. э 149). Для обычных источников эти различия в спектре не очень значительны, однако их можно без труда обнаружить. Наш глаз даже без помощи спектрального аппарата обнаруживает различия в качестве белого света, даваемого этими источниками.
Так, свет свечи кажется желтоватым или даже красноватым по сравнению с лампой накаливания, а эта последняя заметно желтее, чем солнечный свет. Еще значительнее различия, если источником света вместо раскаленного тела служит трубка, наполненная газом, светящимся под действием электрического разряда.
Такие трубки употребляются в настоящее время для светящихся надписей или освещения улиц. Некоторые из этих газоразрлдных ламп дают ярко желтый (натриевые лампы) или красный (неоновые лампы) свет, другие светятся беловатым светом (ртутные), ясно отличным по оттенку от солнечно~о. Спектральные исследования света подобных источников показывают, что в их спектре имеются только о т д е л ьн ы е более или менее узкие цветные участки.
В настоящее время научились изготовлять газоразрядные лампы, свет которых имеет спектральный состав, очень близкий к солнечному. Такие лампы получили название ламп дневного света 1см. 5 186). Если исследовать свет солнца или дугового фонаря, профильтрованный через цветное стекло, то он окажется заметно отличным от первоначального. Глаз оценит этот свет как цветной, а спектральное разложение обнаружит, что в спектре его отсутствуют или очень слабы более или менее значительные участки спектра источника.
$165. Свет и цвета тел. Опыты, описанные в Э 164, показывают, что свет, вызывающий в нашем глазу ощущение того или иного цвета, обладает более или менее сложным спектральным составом. При этом оказывается, что глаз наш представляет собой довольно несовершенный аппарат для а н а л и з а света, так что лучи разнообразного спектрального состава могут иногда производить почти одинаковое цветовое впечатление. Тем не менее именно при помощи глаза мы получаем знание о всем многообразии цветов в окружающем мире. Случаи, когда свет от источника направляется н е и ос р е д с т в е н н о в глаз наблюдателя, сравнительно редки.
Гораздо чаще свет предварительно проходит через 204 тела, преломляясь и частично поглощаясь в них, либо в более или менее полной степени отражаясь от их поверхности. Таким образом, спектральный состав света, дошедшего до нашего глаза, может оказаться значительно и з м е н е ни ы м благодаря описанным выше процессам отражения, поглощения и т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
