प्रकाशाचा फैलाव: शोधाचा इतिहास आणि घटनेचे वर्णन. प्रकाश फैलाव

प्रकाश पसरणे हे वारंवारतेवर अपवर्तक निर्देशांकाचे अवलंबन आहे. संशोधनात असे दिसून आले आहे की व्यसन nपासून ν सर्व पदार्थांमध्ये अंतर्भूत.

मॅक्सवेलच्या सिद्धांतानुसार, व्हॅक्यूममध्ये प्रकाशाचा वेग https://pandia.ru/text/80/368/images/image002_190.gif" width="45" height="25 src="> - विद्युत आणि चुंबकीय स्थिरांक , फ्रिक्वेन्सीपासून स्वतंत्र. या निष्कर्षाची खात्रीशीर पुष्टी खगोलभौतिकशास्त्रात दुहेरी ताऱ्यांच्या किरणोत्सर्गाचे निरीक्षण करून प्राप्त झाली आहे. दुहेरी तारा ही दोन तारे असलेली एक प्रणाली आहे जी गुरुत्वाकर्षण शक्तींनी जोडलेली असते आणि जडत्वाच्या सामान्य केंद्राभोवती फिरते. एक निरीक्षक स्थित असतो दोन्ही ताऱ्यांच्या गतीच्या समतलामध्ये या ताऱ्यांची अधूनमधून होणारी परस्पर ग्रहण दिसली पाहिजे, ज्या दरम्यान बायनरी ताऱ्याची चमक लक्षणीयरीत्या कमी होते. जर व्हॅक्यूममधील प्रकाशाचा वेग वारंवारतेवर अवलंबून असेल, तर ग्रहणांच्या वेळी केवळ चमकच नाही तर बायनरी ताऱ्याचा रंग देखील बदलला पाहिजे. उदाहरणार्थ, जर लाल प्रकाशाचा c वेग व्हायलेटपेक्षा जास्त असेल, तर ग्रहणाच्या सुरुवातीला दुहेरी ताऱ्याला निळा-व्हायलेट रंग प्राप्त करावा लागेल आणि शेवट - लाल-पिवळा. तथापि, प्रयोग दर्शवितात की दुहेरी ताऱ्यांच्या रंगातील बदलांमध्ये असे कोणतेही नमुने नाहीत. परिणामी, कोणत्याही वारंवारतेच्या प्रकाशासाठी व्हॅक्यूममधील वेग ν समान असतो. म्हणून, पदार्थातील प्रकाशाचा प्रसार ν वर या पदार्थातील प्रकाशाच्या टप्प्याच्या वेगाच्या अवलंबनाशी संबंधित आहे:

https://pandia.ru/text/80/368/images/image004_131.gif" width="47" height="48">), मग आपण अवलंबित्वाबद्दल तितकेच बोलू शकतो nआणि विपासून λ: n = n(λ) आणि वि = वि(λ). अवलंबित्व nपासून λ आणि ν अरेखीय, म्हणजे

https://pandia.ru/text/80/368/images/image006_106.gif" width="255" height="48 src=">.

दृश्यमान प्रकाश प्रदेशातील काचेसाठी. अवलंबित्वाचे समान स्वरूप nपासून λ सर्व पारदर्शक पदार्थांमध्ये, म्हणजे, पदार्थाच्या प्रकाश शोषण पट्ट्यांपासून पुरेशा दूर असलेल्या तरंगलांबीच्या प्रदेशांमध्ये निरीक्षण केले जाते. काचेसाठी, हे बँड स्पेक्ट्रमच्या UV आणि IR भागांमध्ये आहेत..gif" width="288" height="198">

हाक मारण्याची प्रथा आहे सामान्य भिन्नता , जर https://pandia.ru/text/80/368/images/image010_80.gif" width="148" height="48 src=">,

कुठे a, b, c,... - स्थिरांक, ज्याची मूल्ये प्रत्येक पदार्थासाठी प्रायोगिकरित्या निर्धारित केली जातात. बहुतेक प्रकरणांमध्ये, आम्ही गृहीत धरून, सूत्राच्या पहिल्या दोन अटींपुरते मर्यादित करू शकतो

https://pandia.ru/text/80/368/images/image012_64.gif" width="80" height="52 src=">

विसंगत फैलाव , जर , म्हणजे अपवर्तक निर्देशांक वाढत्या तरंगलांबीसह कमी होतो.

अंजीर मध्ये. आकृती 24.2 अवलंबित्वाचा एक विशिष्ट अभ्यासक्रम दर्शविते nλ पासून. विसंगत फैलाव पासून वर्णक्रमीय क्षेत्राशी संबंधित आहे λ1आधी λ2.

समीकरणाद्वारे वर्णन केलेल्या लहरीचा विचार करा:

https://pandia.ru/text/80/368/images/image014_55.gif" width="116 height=20" height="20"> (24.2)

स्पेसमध्ये दिलेल्या फेज व्हॅल्यूच्या हालचालीचा वेग निश्चित करू. हे करण्यासाठी, आम्ही अभिव्यक्ती वेगळे करतो (24.2):

आम्हाला वेग कुठून मिळेल:

https://pandia.ru/text/80/368/images/image017_50.gif" width="63" height="48 src="> (24.4)

समान मोठेपणा आणि समान फ्रिक्वेन्सी आणि लहरी संख्या असलेल्या दोन लहरींनी बनलेल्या नाडीचा विचार करा:

https://pandia.ru/text/80/368/images/image023_36.gif" width="95" height="25 src=">

हळूहळू बदलणारे मोठेपणा कुठे आहे.

गट वेग शोधण्यासाठी यूनाडीच्या मोठेपणाच्या स्थिरतेसाठी स्थिती लिहिणे आवश्यक आहे:

https://pandia.ru/text/80/368/images/image027_34.gif" width="128" height="20 src=">

आम्हाला गट वेग कोठे मिळेल:

भिन्नता" href="/text/category/differentcial/" rel="bookmark">भिन्नता, आम्हाला सूत्र मिळते (24.4)

विसंगत पसरण्याच्या प्रदेशात, पदार्थातील प्रकाशाचा समूह वेग https://pandia.ru/text/80/368/images/image029_36.gif" width="59" height="48 src=">

हे दर्शविले जाऊ शकते की समूह वेग फेज संबंधाशी संबंधित आहे:

https://pandia.ru/text/80/368/images/image031_30.gif" width="364" height="194">

कोलिमेटर अभ्यास करत असलेल्या प्रकाशाचा समांतर किरण तयार करतो. प्रिझम घटना बीमला स्पेक्ट्रममध्ये विघटित करते. लेन्स L2 च्या फोकल प्लेनमध्ये एक फैलाव स्पेक्ट्रम दिसून येतो, जो एकतर आयपीस L3 द्वारे पाहिला जातो किंवा छायाचित्रित केला जातो.

डिस्पर्शन स्पेक्ट्रम आणि डिफ्रॅक्शन स्पेक्ट्रममधला एक महत्त्वाचा फरक असा आहे की प्रिझमद्वारे मोनोक्रोमॅटिक प्रकाशाच्या किरणांच्या विक्षेपणाचा कोन या प्रकाशाच्या तरंगलांबीच्या किंवा त्याच्या वारंवारतेच्या प्रमाणात नसतो. प्रिझमद्वारे स्पेक्ट्रममध्ये प्रकाशाचे विघटन अपवर्तक निर्देशांकाच्या मूल्यांनुसार होते, म्हणून, अभ्यासाधीन प्रकाशाची तरंगलांबी निर्धारित करण्यासाठी, तरंगलांबीवर अपवर्तक निर्देशांकाचे अवलंबित्व जाणून घेणे आवश्यक आहे. प्रिझम स्पेक्ट्रोग्राफचा हा एक तोटा आहे. डिस्पर्सिव स्पेक्ट्रल इन्स्ट्रुमेंट्स प्रथम रेषा स्पेक्ट्रम असलेल्या मानक उपकरणांचा वापर करून कॅलिब्रेट करणे आवश्यक आहे. परंतु असे असूनही, प्रिझम स्पेक्ट्रोग्राफचा सरावामध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो, कारण चांगल्या प्रिझमचे उत्पादन चांगल्या विवर्तन जाळीपेक्षा खूपच सोपे आहे. याव्यतिरिक्त, प्रिझम स्पेक्ट्रोग्राफमध्ये जास्त छिद्र असते.

§ 25. प्रकाश फैलावचा शास्त्रीय सिद्धांत

प्रकाशाचा फैलाव हा पदार्थ बनवणाऱ्या चार्ज केलेल्या कणांसह इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लहरींच्या परस्परसंवादाचा परिणाम आहे. त्यामुळे, मॅक्सवेलचा मॅक्रोस्कोपिक इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक सिद्धांत या घटनेचे स्पष्टीकरण देऊ शकला नाही. लॉरेन्ट्झने पदार्थाच्या संरचनेचा इलेक्ट्रॉनिक सिद्धांत तयार केल्यानंतरच फैलावचा शास्त्रीय सिद्धांत विकसित झाला.

मॅक्सवेलच्या सिद्धांतावरून असे दिसून येते की परिपूर्ण अपवर्तक निर्देशांक nवातावरण सूत्राद्वारे व्यक्त केले जाते:

DIV_ADBLOCK97">

https://pandia.ru/text/80/368/images/image035_27.gif" width="108" height="31 src=">.

मॅक्सवेलच्या सूत्रावरून (२५.१) असे दिसून येते की प्रकाशाचा प्रसार हा माध्यमाच्या डायलेक्ट्रिक स्थिरांकाच्या अवलंबनाचा परिणाम म्हणून औपचारिकपणे मानला जाऊ शकतो. ε वारंवारता पासून ν प्रकाश लाटा. विजेच्या अभ्यासक्रमावरून आम्हाला माहित आहे:

https://pandia.ru/text/80/368/images/image037_29.gif" width="16" height="17"> माध्यमाची डायलेक्ट्रिक अतिसंवेदनशीलता, ε0 - विद्युत स्थिरांक, पी- ध्रुवीकरण वेक्टरचे वेक्टरच्या दिशेने प्रक्षेपण https://pandia.ru/text/80/368/images/image039_27.gif" width="96" height="52 src="> (25.2)

हे आधीच वर नमूद केले आहे की प्रकाश लहरींच्या उच्च वारंवारतेमुळे माध्यमाचे ध्रुवीकरण केवळ इलेक्ट्रॉनच्या विस्थापनामुळे होते(इलेक्ट्रॉनिक ध्रुवीकरण), म्हणून, एकसंध माध्यमासाठी ध्रुवीकरण वेक्टर

https://pandia.ru/text/80/368/images/image041_22.gif" width="17" height="24"> हा अणूचा प्रेरित द्विध्रुवीय क्षण आहे.

z- प्रकाश लहरीच्या विद्युत क्षेत्राच्या प्रभावाखाली इलेक्ट्रॉनचे विस्थापन. मग ध्रुवीकरण वेक्टरचे स्वरूप आहे:

https://pandia.ru/text/80/368/images/image044_22.gif" width="16" height="21 src=">.gif" width="108" height="57 src="> ( २५.४)

अशा प्रकारे, अवलंबित्व शोधण्याचे कार्य खाली येते zपासून इ.

पारदर्शक पदार्थांसाठी, प्रथम अंदाजे, आम्ही असे गृहीत धरू शकतो की खालील बल कंपन करणाऱ्या इलेक्ट्रॉनवर कार्य करतात:
1) सक्तीची शक्ती

https://pandia.ru/text/80/368/images/image048_21.gif" width="68" height="20"> – प्रकाश लहरीची चक्रीय वारंवारता;

२) ऑप्टिकल इलेक्ट्रॉन आणि उर्वरित अणू यांच्यातील परस्परसंवादाची पुनर्संचयित अर्ध-लवचिक शक्ती

https://pandia.ru/text/80/368/images/image063_15.gif" width="53" height="25 src=">.gif" width="53" height="25 src=">( अंजीर मध्ये. 25.2 – ठिपकेदार वक्र).

खरं तर, प्रयोग दर्शविल्याप्रमाणे, जेव्हा प्रकाश कोणत्याही वायू पदार्थातून जातो, तेव्हा या पदार्थाच्या वैशिष्ट्यपूर्ण शोषण रेषा आणि पट्ट्यांची संपूर्ण मालिका दिसून येते. परिणामी, प्रत्येक पदार्थ वेगवेगळ्या चक्रीय फ्रिक्वेन्सी ω0k च्या विशिष्ट संचाद्वारे दर्शविला जातो. म्हणून, प्रकाश पसरण्याच्या शास्त्रीय सिद्धांतामध्ये, असे गृहीतक मांडले जाते की पदार्थाचा प्रत्येक अणू (किंवा रेणू) हार्मोनिक ऑसीलेटर्सची एक प्रणाली मानला जाऊ शकतो - चार्ज केलेले कण भिन्न प्रभावी चार्जेस qk आणि masses mk, मुक्त undamped oscillations करत असतात. चक्रीय वारंवारता ω0k. लाइट वेव्हच्या इलेक्ट्रिक फील्डच्या प्रभावाखाली, हे सर्व ऑसिलेटर जबरदस्तीने दोलन करतात आणि पदार्थाच्या ध्रुवीकरणात योगदान देतात आणि म्हणून त्याच्या अपवर्तक निर्देशांकाच्या अभिव्यक्तीमध्ये योगदान देतात. चक्रीय वारंवारता ω0k शी संबंधित kth प्रकार ऑसीलेटरसाठी डॅम्पिंग गुणांक βk च्या समान असल्यास, आपल्याला प्राप्त होते

https://pandia.ru/text/80/368/images/image067_14.gif" width="502" height="258">

व्यवहारात, ते सहसा तरंगलांबीवर अपवर्तक निर्देशांकाचे अवलंबन वापरतात (चित्र 25.3)..gif" width="56" height="48 src="> (Fig. 24.2 मध्ये हे क्षेत्रफळ आहे. l1 आधी l2 ).

प्रकाश आणि रंग.

ध्वनी घटनांचा अभ्यास करताना, आम्ही हस्तक्षेपाच्या संकल्पनेशी परिचित झालो, ज्यामध्ये वस्तुस्थिती आहे जेव्हा दोन सुसंगत लहरी (म्हणजे समान वारंवारता असलेल्या लाटा आणि एक स्थिर फेज फरक) वरवर चढवल्या जातात, तेव्हा एक तथाकथित हस्तक्षेप पॅटर्न तयार होतो, म्हणजेच, स्पेसमधील कंपनाच्या विपुलतेच्या वितरणाचा एक नमुना जो कालांतराने बदलत नाही..

1802 मध्ये, थॉमस यंगचा शोध लागला प्रकाशाचा हस्तक्षेपदोन स्त्रोतांकडून प्रकाश बीम एकत्र करण्याच्या प्रयोगाचा परिणाम म्हणून. हस्तक्षेपाची घटना केवळ लहरी प्रक्रियेत अंतर्भूत असल्याने, यंगचा प्रयोग हा अकाट्य पुरावा होता की प्रकाशात तरंग गुणधर्म आहेत.

यंगने केवळ प्रकाश ही तरंग असल्याचे सिद्ध केले नाही तर तरंगलांबी देखील मोजली. असे दिसून आले की वेगवेगळ्या रंगांचा प्रकाश वेगवेगळ्या तरंगलांबीशी संबंधित आहे. लाल दिव्यासाठी सर्वात लांब तरंगलांबी पासून ते आहे. उतरत्या क्रमाने पुढील: नारिंगी, पिवळा, हिरवा, निळा, नील आणि व्हायलेट. व्हायलेट लाइट ही सर्वात लहान तरंगलांबी आहे: पासून

तरंगलांबी आणि दोलनांची वारंवारता यांच्यात एक व्यस्त प्रमाणात संबंध असल्याने, सर्वात लांब तरंगलांबी दोलनांच्या सर्वात लहान वारंवारतेशी संबंधित असते आणि सर्वात लहान तरंगलांबी दोलनांच्या सर्वोच्च वारंवारतेशी संबंधित असते. लाल दिव्याची oscillating वारंवारता ते . व्हायलेट प्रकाश लहरींची फ्रिक्वेन्सी पासून ते पर्यंत असते.

जंगच्या काळात त्यांना अद्याप यांत्रिक लहरींशिवाय इतर कोणत्याही लहरींची माहिती नव्हती, प्रकाश एक यांत्रिक लवचिक लहर म्हणून दर्शविला जाऊ लागला, ज्याच्या प्रसारासाठी एक माध्यम आवश्यक आहे. परंतु सूर्य आणि ताऱ्यांचा प्रकाश बाह्य अवकाशातून आपल्यापर्यंत पोहोचतो, जिथे काही फरक पडत नाही. म्हणूनच, एका विशेष माध्यमाच्या अस्तित्वाबद्दल एक गृहितक उद्भवले - ल्युमिनिफेरस ईथर. जेव्हा 19व्या शतकाच्या दुसऱ्या दशकाच्या शेवटी. असे दिसून आले की प्रकाश लाटा आडवा आहेत (आणि ट्रान्सव्हर्स लवचिक लाटा केवळ घन शरीरात पसरतात), असे दिसून आले की ल्युमिनिफेरस ईथर घन असणे आवश्यक आहे, म्हणजेच तारे आणि ग्रह प्रतिरोधाचा सामना न करता घन प्रकाशमय ईथरमध्ये फिरतात.

व्हॅक्यूममध्ये देखील प्रसार करण्यास सक्षम इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लहरींच्या अस्तित्वाविषयी मॅक्सवेलच्या सिद्धांताचा उदय, प्रकाश आणि विद्युत चुंबकीय लहरींच्या सामान्य स्वरूपाविषयी मॅक्सवेलचा सैद्धांतिकदृष्ट्या सिद्ध निष्कर्ष (विद्युत चुंबकीय लहरी, प्रकाश लाटांसारख्या, आडवा लहरी असतात, ज्याचा वेग व्हॅक्यूम हे व्हॅक्यूममधील प्रकाशाच्या गतीइतके असते) “ल्युमिनिफेरस ईथर” बद्दल बोलणे बंद करा. भौतिकशास्त्राच्या पुढील विकासामुळे प्रकाश हे विद्युत चुंबकीय लहरींचे विशिष्ट प्रकटीकरण आहे या मॅक्सवेलच्या गृहीतकाला पुष्टी मिळाली. दृश्यमान प्रकाश हा विद्युत चुंबकीय लहरींचा एक लहान श्रेणी आहे ज्यात तरंगलांबी पासून ते पर्यंत किंवा ते पर्यंत फ्रिक्वेन्सी आहेत. इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लहरींबद्दलच्या विषयावरील सारणीची पुनरावृत्ती करू या जेणेकरून आपण या श्रेणीची कल्पना करू शकाल.

तरंग सिद्धांत आम्हाला 1621 मध्ये डच शास्त्रज्ञ विलेबॉर्ड सिनेलिअस यांनी शोधून काढलेल्या, आठव्या इयत्तेपासून आपल्याला ज्ञात असलेल्या प्रकाश अपवर्तनाच्या घटनेचे स्पष्टीकरण करण्यास अनुमती देते.

सिनेलिअसच्या शोधानंतर, अनेक शास्त्रज्ञांनी असे गृहित धरले की प्रकाशाचे अपवर्तन हे दोन माध्यमांच्या सीमेवरून जाताना त्याच्या गतीतील बदलामुळे होते. या गृहितकाची वैधता फ्रेंच वकील आणि गणितज्ञ पियरे फर्मेट (१६६२ मध्ये) आणि स्वतंत्रपणे डच भौतिकशास्त्रज्ञ ख्रिश्चन ह्युजेन्स (१६९० मध्ये) यांनी सिद्ध केली. वेगवेगळ्या मार्गांनी ते समान निकालावर पोहोचले, जे त्यांना तयार करण्यास अनुमती देते प्रकाशाच्या अपवर्तनाचा नियमआपल्या ओळखीच्या मार्गाने:

किरणांच्या प्रादुर्भावाच्या ठिकाणी दोन माध्यमांमधील इंटरफेसवर काढलेली घटना, अपवर्तित आणि लंब किरण एकाच समतलात असतात. अपवर्तन कोनाच्या साइन आणि अपवर्तन कोनाच्या साइनचे गुणोत्तर हे या दोन माध्यमांसाठी स्थिर मूल्य आहे, या माध्यमांमधील प्रकाशाच्या गतीच्या गुणोत्तराप्रमाणे:

- हे पहिल्याच्या तुलनेत दुसऱ्या माध्यमाचा सापेक्ष अपवर्तक निर्देशांकजेव्हा एक तुळई पहिल्या माध्यमापासून दुसऱ्याकडे जाते, ज्याची ऑप्टिकल घनता पहिल्या माध्यमाच्या ऑप्टिकल घनतेपेक्षा वेगळी असते.

जर प्रकाश व्हॅक्यूममधून कोणत्याही माध्यमात जातो, तर आपण त्याचा सामना करत आहोत दिलेल्या माध्यमाचा परिपूर्ण अपवर्तक निर्देशांक(), व्हॅक्यूममधील प्रकाशाच्या गतीच्या आणि दिलेल्या माध्यमातील प्रकाशाच्या गतीच्या गुणोत्तराप्रमाणे:

कोणत्याही पदार्थाच्या निरपेक्ष अपवर्तक निर्देशांकाचे मूल्य एकापेक्षा जास्त असते, हे खालील तक्त्यावरून पाहिले जाऊ शकते.

व्हॅक्यूममधून पदार्थात संक्रमणादरम्यान प्रकाशाचा वेग कमी होण्याचे कारण अणू आणि पदार्थाच्या रेणूंसह प्रकाश लहरींच्या परस्परसंवादामध्ये आहे. परस्परसंवाद जितका मजबूत असेल तितकी या माध्यमाची ऑप्टिकल घनता जास्त आणि या माध्यमात प्रकाशाचा वेग कमी असेल. म्हणजेच, माध्यमातील प्रकाशाचा वेग आणि त्या माध्यमाचा निरपेक्ष अपवर्तक निर्देशांक या माध्यमाच्या गुणधर्मांवरून निर्धारित केला जातो.

दोन माध्यमांच्या सीमेवरील प्रकाशाच्या गतीतील बदलाचा प्रकाश किरणाच्या अपवर्तनावर कसा परिणाम होतो हे समजून घेण्यासाठी, आकृतीचा विचार करा. आकृतीतील प्रकाश तरंग हवेसारख्या कमी दाट ऑप्टिकल माध्यमाकडून पाण्यासारख्या घनतेच्या ऑप्टिकल माध्यमाकडे सरकते.

हवेतील प्रकाशाचा वेग तरंगलांबीशी सुसंगत आहे (जसे ज्ञात आहे, तरंगाची वारंवारता अपरिवर्तित राहते आणि लहरीचा वेग, त्याची लांबी आणि वारंवारता यांच्यातील संबंध सूत्राद्वारे व्यक्त केला जातो). पाण्यातील प्रकाशाचा वेग समान आहे, आणि संबंधित तरंगलांबी समान आहे.

प्रकाश लहर ही दोन माध्यमांमधील इंटरफेसवर एका कोनात घडणारी घटना आहे.

तरंग बिंदू हा दोन माध्यमांमधील इंटरफेसपर्यंत पोहोचणारा पहिला आहे. कालांतराने, बिंदू, त्याच वेगाने हवेत फिरत, बिंदूपर्यंत पोहोचेल. या वेळी, बिंदू, वेगाने पाण्यात फिरत असताना, फक्त बिंदूपर्यंत पोहोचून, कमी अंतर कापेल. या स्थितीत, पाण्यातील तथाकथित तरंग आघाडीला हवेतील पुढच्या भागाच्या सापेक्ष एका विशिष्ट कोनात फिरवले जाईल आणि वेग वेक्टर, जो नेहमी तरंग आघाडीला लंब असतो आणि त्याच्या प्रसाराच्या दिशेशी जुळतो. दोन माध्यमांमधील इंटरफेसवर सेट केलेले, लंबाकडे जाणे, फिरवणे. परिणामी, अपवर्तनाचा कोन आपत्तीच्या कोनापेक्षा कमी असेल.

आपल्याला माहित आहे की, त्रिकोणी काचेच्या प्रिझममधून जात असताना, पांढरा प्रकाश केवळ अपवर्तित होत नाही, प्रिझमच्या विस्तृत भागाकडे विचलित होतो, परंतु सर्व केसांसाठी समान रंगाच्या व्यवस्थेसह स्पेक्ट्रममध्ये देखील विघटित होतो: लाल, केशरी, पिवळा , हिरवा, निळा, निळा , जांभळा, लाल किरण प्रिझमच्या शीर्षस्थानी सर्वात जवळ असतो आणि वायलेट किरण प्रिझमच्या पायथ्याशी सर्वात जवळ असतो. आठव्या इयत्तेत, आम्ही म्हटले की पांढरा प्रकाश जटिल आहे आणि प्रिझममधून जाताना पांढऱ्या किरणातून बाहेर पडणारे रंगीत किरण सोपे (मोनोक्रोमॅटिक) असतात, कारण विघटनादरम्यान मिळणारे कोणतेही रंगीत किरण प्रिझममधून जातात तेव्हा रंग अशा किरणांचा बदल होत नाही. आम्ही असेही म्हटले आहे की एका पांढऱ्या प्रकाशाच्या किरणाचे स्पेक्ट्रममध्ये विघटन होणे म्हणजे वेगवेगळ्या रंगांच्या किरणांना दोन पारदर्शक माध्यमांच्या सीमेवर भिन्न अपवर्तक निर्देशांक असतात. असे दिसून आले की अपवर्तक निर्देशांक केवळ माध्यमाच्या गुणधर्मांवरच अवलंबून नाही तर प्रकाश लहरीच्या वारंवारतेवर (रंग) देखील अवलंबून असतो. लाल तरंगाची सर्वात कमी वारंवारता ही व्हायलेट लाटेच्या निम्मी उच्च वारंवारता असते हे लक्षात ठेवून आणि स्पेक्ट्रममध्ये विघटित झालेल्या बीमच्या परिणामी अपवर्तन पद्धतीशी तुलना केल्यास, आपण असा निष्कर्ष काढू शकतो की उच्च वारंवारता असलेल्या लहरींचा अपवर्तक निर्देशांक जास्त असतो. कमी वारंवारता असलेल्या लहरींपेक्षा. आणि रिफ्रॅक्टिव्ह इंडेक्स हे पहिल्या माध्यमातील प्रकाशाच्या वेगाचे आणि दुसऱ्या माध्यमातील प्रकाशाच्या गतीचे गुणोत्तर असल्याने, निष्कर्ष स्वतःच सूचित करतो की माध्यमातील प्रकाशाचा वेग देखील प्रकाश लहरीच्या वारंवारतेवर अवलंबून असतो. म्हणून, आठव्या इयत्तेमध्ये दिलेली प्रकाश पसरण्याची व्याख्या थोडीशी स्पष्ट करूया:

प्रकाश लहरीच्या वारंवारतेवर पदार्थाच्या अपवर्तक निर्देशांकाचे अवलंबन आणि त्यातील प्रकाशाचा वेग याला प्रकाश फैलाव म्हणतात.

एका अनुभवाने वस्तूंच्या रंगाविषयी आठव्या इयत्तेपासून मिळालेल्या ज्ञानाची पूर्तता करू या. पारदर्शक काचेच्या त्रिकोणी प्रिझममधून एक पांढरा प्रकाश बीम पास करू या जेणेकरून पांढऱ्या स्क्रीनवर स्पेक्ट्रम चित्र दिसेल. चला स्पेक्ट्रमची उजवी बाजू हिरव्या कागदाच्या पट्टीने झाकून टाकू. पट्टीचा रंग चमकदार हिरवा राहील आणि हिरवी किरण त्यावर पडेल तेव्हाच सावली बदलणार नाही. स्पेक्ट्रमच्या पिवळ्या भागात, हिरव्या कागदाची पट्टी त्याचा रंग पिवळसर-हिरव्यामध्ये बदलेल आणि स्पेक्ट्रमच्या इतर भागांमध्ये ते गडद होईल. याचा अर्थ असा की पट्टी झाकणाऱ्या पेंटमध्ये फक्त हिरवा प्रकाश परावर्तित करण्याची आणि इतर सर्व रंगांमधून प्रकाश शोषण्याची क्षमता आहे.

सध्या, स्पष्ट आणि चमकदार स्पेक्ट्रा मिळविण्यासाठी, विशेष ऑप्टिकल उपकरणे वापरली जातात: स्पेक्ट्रोग्राफ आणि स्पेक्ट्रोस्कोप. स्पेक्ट्रोग्राफ तुम्हाला स्पेक्ट्रमचा फोटोग्राफ मिळवू देतो—एक स्पेक्ट्रोग्राम—आणि स्पेक्ट्रोस्कोप तुम्हाला तुमच्या डोळ्याने जमिनीच्या काचेवर परिणामी स्पेक्ट्रमचे निरीक्षण करू देतो, लेन्सने प्रतिमा वाढवतो.

स्पेक्ट्रोस्कोपची रचना जर्मन भौतिकशास्त्रज्ञ जोसेफ फ्रॉनहोफर यांनी 1815 मध्ये पसरण्याच्या घटनेचा अभ्यास करण्यासाठी केली होती.

जेव्हा पारदर्शक काचेच्या प्रिझमद्वारे पांढरा प्रकाश किरण विघटित केला जातो तेव्हा एक स्पेक्ट्रम सतत बँडच्या स्वरूपात प्राप्त होतो, ज्यामध्ये सर्व रंगांचे प्रतिनिधित्व केले जाते (म्हणजेच, पासून सर्व फ्रिक्वेन्सीच्या लहरी)
ते), सहजतेने एकमेकांमध्ये बदलणे. अशा स्पेक्ट्रमला सतत आणि सतत म्हणतात.

एक सतत स्पेक्ट्रम हे घन आणि द्रव रेडिएटिंग बॉडीचे वैशिष्ट्य आहे ज्याचे तापमान अनेक हजार अंश सेल्सिअस आहे. प्रकाशमय वायू आणि बाष्प यांच्याद्वारेही सतत स्पेक्ट्रम तयार होतो जर ते खूप जास्त दाबाखाली असतील (म्हणजे त्यांच्या रेणूंमधील परस्परसंवाद शक्ती पुरेसे मजबूत असतील तर). उदाहरणार्थ, जर तुम्ही विद्युत दिव्याच्या गरम फिलामेंटमधून स्पेक्ट्रोस्कोपच्या प्रकाशाकडे निर्देशित केले तर एक सतत स्पेक्ट्रम दिसू शकतो ( ), वितळलेल्या धातूची चमकणारी पृष्ठभाग, मेणबत्तीची ज्योत. मेणबत्तीच्या ज्वालामध्ये, लहान, गरम घन कणांद्वारे प्रकाश उत्सर्जित केला जातो, ज्यापैकी प्रत्येकामध्ये मोठ्या संख्येने परस्पर संवाद करणारे अणू असतात.

जर तुम्ही कमी-घनतेचे प्रकाशयुक्त वायू वापरत असाल, ज्यामध्ये अणूंचा समावेश असेल, ज्यामधील परस्परसंवाद नगण्यपणे लहान असेल आणि प्रकाश स्रोत म्हणून तापमान किंवा जास्त असेल, तर स्पेक्ट्रम वेगळा दिसेल. उदाहरणार्थ, जर तुम्ही गॅस बर्नरच्या ज्वालामध्ये टेबल मिठाचा तुकडा घातला, तर ज्योत पिवळी होईल आणि स्पेक्ट्रोस्कोपने पाहिलेल्या स्पेक्ट्रममध्ये, सोडियम वाफेच्या स्पेक्ट्रमचे वैशिष्ट्य असलेल्या दोन जवळच्या अंतरावर असलेल्या पिवळ्या रेषा दिसतील. (उच्च तापमानाच्या प्रभावाखाली, NaCl रेणू सोडियम आणि क्लोरीन अणूंमध्ये विघटित होतात, परंतु क्लोरीन अणूंची चमक सोडियम अणूंच्या चमकापेक्षा जास्त कठीण असते).

इतर रासायनिक घटक विशिष्ट तरंगलांबीच्या वैयक्तिक रेषांचे वेगवेगळे संच तयार करतात. अशा स्पेक्ट्राला म्हणतात राज्य केले.

जेव्हा गरम पदार्थाद्वारे प्रकाश उत्सर्जित होतो तेव्हा मिळणारा स्पेक्ट्रा (अखंड आणि रेषा दोन्ही) म्हणतात. उत्सर्जन स्पेक्ट्रा.

उत्सर्जन स्पेक्ट्रा व्यतिरिक्त, शोषण स्पेक्ट्रा आहेत. शोषण स्पेक्ट्रा देखील अस्तर केले जाऊ शकते.

रेखा शोषण स्पेक्ट्राकमी-घनतेचे वायू पृथक अणूंचा समावेश करून देतात जेव्हा प्रकाश त्यांच्यामधून तेजस्वी आणि गरम (स्वतःच्या वायूंच्या तपमानाच्या तुलनेत) स्त्रोतातून जातो, सतत स्पेक्ट्रम देतो.

उदाहरणार्थ, जर तुम्ही सोडियम वाष्प असलेल्या भांड्यातून एखाद्या इनॅन्डेन्सेंट दिव्यातून प्रकाश टाकला, ज्याचे तापमान इनॅन्डेन्सेंट दिव्याच्या फिलामेंटच्या तापमानापेक्षा कमी असेल, तर त्या ठिकाणी दिव्याच्या प्रकाशाच्या सतत स्पेक्ट्रममध्ये दोन अरुंद काळ्या रेषा दिसतील. जेथे सोडियम उत्सर्जन स्पेक्ट्रममध्ये पिवळ्या रेषा असतात. हे सोडियमचे रेषेचे शोषण स्पेक्ट्रम असेल. म्हणजेच, सोडियम अणूंच्या शोषण रेषा त्याच्या उत्सर्जन रेषांशी तंतोतंत जुळतात.

उत्सर्जन रेषा आणि शोषण रेषा यांचा योगायोग इतर घटकांच्या स्पेक्ट्रामध्ये देखील पाहिला जाऊ शकतो.

1859 मध्ये, जर्मन भौतिकशास्त्रज्ञ गुस्ताव किर्चॉफ यांनी स्थापना केली रेडिएशन कायदा(इलेक्ट्रिकल सर्किट्स आणि किर्चहॉफच्या रासायनिक कायद्याची गणना करण्यासाठी किर्चहॉफच्या नियमांशी किर्चॉफच्या रेडिएशन कायद्याचा गोंधळ करू नका), त्यानुसार दिलेल्या घटकाचे अणू प्रकाश लहरी ज्या फ्रिक्वेन्सीवर सोडतात त्याच फ्रिक्वेन्सीवर शोषून घेतात.

प्रत्येक रासायनिक घटकाच्या अणूंचे स्पेक्ट्रम अद्वितीय आहे, ज्यामुळे वर्णक्रमीय विश्लेषणाची पद्धत विकसित झाली, जी 1859 मध्ये गुस्ताव किर्चहॉफ आणि रॉबर्ट बनसेन यांनी विकसित केली.

स्पेक्ट्रल विश्लेषणएखाद्या पदार्थाची रासायनिक रचना त्याच्या रेषा वर्णपटावरून ठरवण्याची पद्धत आहे.

वर्णक्रमीय विश्लेषण करण्यासाठी, अभ्यासाधीन पदार्थ अणुवायूच्या स्थितीत आणला जातो (अणुयुक्त) आणि त्याच वेळी अणू उत्तेजित होतात, म्हणजेच त्यांना अतिरिक्त ऊर्जा दिली जाते. परमाणुकरण आणि उत्तेजनासाठी, उच्च-तापमान प्रकाश स्रोत वापरले जातात: ज्वाला किंवा विद्युत डिस्चार्ज. ते पदार्थाचा नमुना पावडर किंवा एरोसोलच्या स्वरूपात (म्हणजे हवेत फवारलेल्या द्रावणाचे लहान थेंब) स्वरूपात ठेवतात. नंतर, स्पेक्ट्रोग्राफ वापरुन, पदार्थ बनविणाऱ्या घटकांच्या अणूंच्या स्पेक्ट्राचे छायाचित्र प्राप्त केले जाते. सध्या, सर्व रासायनिक घटकांच्या स्पेक्ट्राचे तक्ते आहेत. अभ्यासाधीन नमुन्याच्या विश्लेषणादरम्यान मिळालेला नेमका तोच स्पेक्ट्रा टेबलमध्ये शोधून, त्याच्या रचनेत कोणते रासायनिक घटक समाविष्ट आहेत हे त्यांना कळेल.

स्पेक्ट्रल विश्लेषण धातूशास्त्र, यांत्रिक अभियांत्रिकी, अणुउद्योग, भूविज्ञान, पुरातत्वशास्त्र, न्यायवैद्यकशास्त्र आणि खगोलशास्त्र मध्ये वापरले जाते. खगोलशास्त्रामध्ये, वर्णक्रमीय विश्लेषणाची पद्धत ग्रह आणि ताऱ्यांच्या वातावरणाची रासायनिक रचना, ताऱ्यांचे तापमान आणि त्यांच्या क्षेत्राचे चुंबकीय प्रेरण ठरवते. आकाशगंगांच्या स्पेक्ट्रामध्ये वर्णक्रमीय रेषा बदलण्याच्या आधारावर, त्यांची गती निर्धारित केली गेली, ज्यामुळे विश्वाच्या विस्ताराबद्दल निष्कर्ष काढणे शक्य झाले.

प्रत्येक रासायनिक घटकाच्या अणूंचा स्वतःचा काटेकोरपणे वैयक्तिक वर्णक्रमीय रेषांचा संच का असतो? दिलेल्या घटकाच्या स्पेक्ट्रममधील उत्सर्जन आणि शोषण रेषा एकरूप का होतात? वेगवेगळ्या घटकांच्या अणूंच्या स्पेक्ट्रामध्ये फरक कशामुळे होतो? या प्रश्नांची उत्तरे क्वांटम मेकॅनिक्सद्वारे प्रदान केली गेली, जी 20 व्या शतकात उद्भवली, ज्याचे संस्थापक डॅनिश भौतिकशास्त्रज्ञ नील्स बोहर होते.

नील्स बोहर या निष्कर्षापर्यंत पोहोचले की प्रकाश पदार्थाच्या अणूंद्वारे उत्सर्जित होतो, ज्याच्या आधारावर त्याने 1913 मध्ये दोन सूत्रे तयार केली:

अणू केवळ विशेष, स्थिर स्थितीत असू शकतो. प्रत्येक राज्य एका विशिष्ट ऊर्जा मूल्याशी संबंधित असते - ऊर्जा पातळी. स्थिर स्थितीत असल्याने, अणू उत्सर्जित किंवा शोषत नाही.

स्थिर अवस्था स्थिर कक्षाशी संबंधित असतात ज्यामध्ये इलेक्ट्रॉन फिरतात. स्थिर कक्षा आणि ऊर्जा पातळी (पहिल्यापासून सुरू होणारी) संख्या सामान्यतः लॅटिन अक्षरांद्वारे नियुक्त केली जाते: इ. कक्षाची त्रिज्या, तसेच स्थिर अवस्थांची ऊर्जा, कोणतीही नसून काही विशिष्ट मूल्ये घेऊ शकतात. पहिली कक्षा न्यूक्लियसच्या सर्वात जवळ असते.

पारदर्शक माध्यमांसाठी मॅक्सवेलचा इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक सिद्धांत अपवर्तक निर्देशांक n आणि डायलेक्ट्रिक स्थिरांक  या समीकरणाने संबंधित आहे: =n 2 (1)

रेणूचे ध्रुवीकरण P हे माध्यमाच्या डायलेक्ट्रिक स्थिरांकाशी संबंधित आहे: P=P def +P op =(-1)/(+2)(M/d)=4/3N A , (2 )

जेथे P def विकृत ध्रुवीकरण आहे; पी किंवा - ओरिएंटेशनल ध्रुवीकरण; एम हे पदार्थाचे आण्विक वजन आहे; d- पदार्थाची घनता; एन ए - अवगाद्रो क्रमांक;  म्हणजे रेणूची ध्रुवीकरणक्षमता.

n 2 ला समीकरण (2) मध्ये  आणि  el ऐवजी  ऐवजी बदलल्यास, आपल्याला (n 2 - 1)/ (n 2 + 2) (M /d) = 4/3N A  el = R el मिळते. = R M ( 3)

या सूत्राला Lorentz-Lorentz सूत्र म्हणतात, त्यातील R M हे मोलर अपवर्तन आहे. या सूत्रावरून असे दिसून येते की RM चे मूल्य, पदार्थाच्या अपवर्तक निर्देशांकाद्वारे निर्धारित केले जाते, त्याच्या रेणूंच्या इलेक्ट्रॉनिक ध्रुवीकरणाचे मोजमाप म्हणून काम करते. भौतिक-रासायनिक अभ्यासांमध्ये, विशिष्ट अपवर्तन देखील वापरले जाते: r = R M / M = (n 2 1)/ (n 2 + 2) (1/d) (4)

मोलर अपवर्तनाचे परिमाण cm 3 /mol असते, विशिष्ट अपवर्तनाचे परिमाण cm 3 /g असते. प्रवाहकीय पृष्ठभागासह r m त्रिज्येचा एक गोल म्हणून रेणूचा अंदाजे विचार केल्यास,  el = r M 3 असे दाखवले जाते. या प्रकरणात, R M = 4/3  N A g 3 (5)

त्या मोलर अपवर्तन हे पदार्थाच्या 1 मोलच्या रेणूंच्या आंतरिक खंडाएवढे असते. नॉन-ध्रुवीय पदार्थांसाठी R M =P, ध्रुवीय पदार्थांसाठी R M हे ओरिएंटेशन ध्रुवीकरणाच्या प्रमाणात P पेक्षा कमी आहे.

समीकरण (3) वरून खालीलप्रमाणे, मोलर अपवर्तनाचे मूल्य केवळ ध्रुवीकरणक्षमतेद्वारे निर्धारित केले जाते आणि ते तापमान आणि पदार्थाच्या एकत्रीकरणाच्या स्थितीवर अवलंबून नसते.

अपवर्तन हे आण्विक इलेक्ट्रॉन शेलच्या ध्रुवीकरणक्षमतेचे एक माप आहे. रेणूचे इलेक्ट्रॉन शेल हे रेणू तयार करणाऱ्या अणूंच्या शेलपासून बनलेले असते. घटक कणांच्या अपवर्तनाद्वारे रेणूच्या अपवर्तनाची गणना करताना, अणूंच्या व्हॅलेन्स अवस्था, त्यांच्या व्यवस्थेची वैशिष्ट्ये विचारात घेणे आवश्यक आहे, ज्यासाठी विशेष संज्ञा सादर केल्या आहेत - एकाधिक (दुहेरी आणि तिप्पट कार्बन-) वाढ. कार्बन) आणि इतर बंध, तसेच रेणूमधील वैयक्तिक अणू आणि गटांच्या विशेष स्थितीसाठी सुधारणा: Rm= Ra+Ri, (6)

जेथे R A आणि Ri हे अनुक्रमे अणु अपवर्तन आणि एकाधिक बंधांची वाढ आहेत, जे संदर्भ पुस्तकांमध्ये दिलेले आहेत.

समीकरण (6) मोलर अपवर्तनाच्या अतिरिक्ततेचा नियम व्यक्त करते. ॲडिटिव्हिटी नियमाचा वापर रेणूंची रचना स्थापित करण्यासाठी केला जाऊ शकतो: समीकरण (3) वापरून प्रायोगिक डेटामधून आढळलेल्या Rm ची तुलना करा, ज्याची गणना रेणूच्या अपेक्षित संरचनेसाठी समीकरण (6) वापरून केली जाते.

पदार्थाच्या रासायनिक संरचनेव्यतिरिक्त, त्याच्या अपवर्तक निर्देशांकाचे मूल्य घटना प्रकाशाच्या तरंगलांबी आणि मापन तापमानाद्वारे निर्धारित केले जाते. नियमानुसार, वाढत्या तरंगलांबीसह अपवर्तक निर्देशांक कमी होतो, परंतु काही क्रिस्टलीय पदार्थांसाठी या अवलंबनाचे विसंगत वर्तन दिसून येते. तरंगलांबीवर प्रकाशाच्या अपवर्तन किंवा अपवर्तक निर्देशांकाचे अवलंबन म्हणतात फैलावविखुरण्याचे माप वेगवेगळ्या तरंगलांबीवर मोजलेल्या अपवर्तक निर्देशांकांच्या मूल्यांमधील फरक असू शकतो, ज्याला तथाकथित केले जाते. सरासरी फरक. परिमाणहीन प्रमाण, सापेक्ष फैलाव, हे देखील फैलावण्याचे एक माप आहे:

 F, C, D =(n f – n C)/(n D -l)]10 3 (9)

जेथे n f, n C, n D हे हायड्रोजनच्या F आणि C रेषांसाठी आणि सोडियमच्या D रेषेसाठी मोजले जाणारे अपवर्तक निर्देशांक आहेत. सापेक्ष फैलाव  F, C, D रेणूमधील दुहेरी बंधांच्या उपस्थिती आणि स्थितीबद्दल अत्यंत संवेदनशील आहे. पदार्थाच्या अपवर्तक निर्देशांकाचे मूल्य देखील मापन तापमानावर अवलंबून असते. जसजसे तापमान कमी होते तसतसे पदार्थ अधिक ऑप्टिकली दाट होते, म्हणजे. अपवर्तक निर्देशांक वाढतो. म्हणून, रीफ्रॅक्टोमेट्रिक मोजमाप पार पाडताना, रिफ्रॅक्टोमीटर थर्मोस्टॅट करणे आवश्यक आहे. वायूंसाठी, अपवर्तक निर्देशांक देखील दाबावर अवलंबून असतो. तापमान आणि दाबावर वायूच्या अपवर्तक निर्देशांकाचे सामान्य अवलंबन सूत्राद्वारे व्यक्त केले जाते: n-1=(n 0 -1)(P/760)[(1+P)/(1+t)] (७)

जेथे n हा दाब P आणि तापमान t°C वर अपवर्तक निर्देशांक आहे; n 0 - सामान्य परिस्थितीत अपवर्तक निर्देशांक; पी - mmHg मध्ये दबाव. कला.;  आणि  - वायूच्या स्वरूपावर अवलंबून गुणांक .

4.रिफ्रॅक्टोमेट्रिक विश्लेषण साधने.अपवर्तनाची डिग्री निश्चित करण्यासाठी, रीफ्रॅक्टोमीटर आणि इंटरफेरोमीटर वापरले जाऊ शकतात. ॲबे आणि पल्फ्रीच हे सर्वात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाणारे रीफ्रॅक्टोमीटर आहेत.

अब्बे रिफ्रॅक्टोमीटर.ही उपकरणे अपवर्तक निर्देशांकाच्या जलद निर्धारासाठी आणि घन आणि कमी प्रमाणात द्रवांचे सरासरी फैलाव यासाठी डिझाइन केलेले आहेत. त्यांचे सर्वात महत्वाचे वैशिष्ट्य म्हणजे "पांढरा" प्रकाश, दिवसाचा प्रकाश किंवा इलेक्ट्रिकचा वापर आणि डिव्हाइसमधून वाचन सोडियम स्पेक्ट्रममधील पिवळ्या डी रेषेच्या मोनोक्रोमॅटिक प्रकाशासाठी मोजलेल्या एन डी निर्देशांकाच्या बरोबरीचे अपवर्तक निर्देशांक देते. Abbe प्रकारातील उपकरणांवर तुम्ही 1.2 -2.0 च्या श्रेणीमध्ये अपवर्तक निर्देशांक बदलू शकता. रीफ्रॅक्टोमीटरचे ऑपरेशन एकूण अंतर्गत परावर्तनाच्या घटनेवर आधारित असते, ज्यामध्ये प्रकाशाचा किरण मध्यम 1 वरून मध्यम 2 वर गेला तर  = 0 ​​0 या कोनाच्या विशिष्ट मूल्यावर असतो. अपवर्तन कोन x हे कमाल मूल्य x 0 = 90 घेईल. या प्रकरणात, बीम, इंटरफेसवर पोहोचल्यानंतर, नंतर या पृष्ठभागावर जाईल आणि म्हणून, या स्थितीत sino/sin 90= n 2 /n 1 किंवा n 2 /n 1 = sin 0 (1)

यू ध्येय 0 ला मर्यादित कोन म्हणतात. यंत्राचा मुख्य भाग कर्णरेषेने दुमडलेला दोन आयताकृती प्रिझम आहे, ज्यामध्ये थोड्या प्रमाणात द्रव (1-2 थेंब) ठेवलेला असतो. प्रिझमची विमाने एकमेकांवर दाबली जातात आणि द्रव त्यांच्यामध्ये पातळ थरात (0.1-0.2 मिमी) पसरतो. प्रिझमपैकी एकाचा किनारा आरशातून परावर्तित होणाऱ्या प्रकाशाने प्रकाशित होतो. प्रकाश किरण प्रिझममधून, द्रवाचा एक थर, दुसरा प्रिझममधून जातो आणि ते सोडून दुर्बिणीच्या आयपीसमध्ये प्रवेश करतो. प्रकाश स्रोताच्या सापेक्ष प्रिझम फिरवून, अशी स्थिती प्राप्त करणे शक्य आहे की प्रथम (प्रकाशित) प्रिझममध्ये प्रवेश करणा-या किरणांचा भाग प्रिझम आणि द्रव थर यांच्यातील इंटरफेसमध्ये संपूर्ण अंतर्गत प्रतिबिंब अनुभवतो आणि यामुळे, दुसऱ्या प्रिझम किंवा आयपीसमध्ये प्रवेश करत नाही. प्रिझम-लिक्विड लेयर इंटरफेसला मर्यादेपेक्षा कमी कोनात मारणाऱ्या किरणांचा दुसरा भाग आयपीसमध्ये प्रवेश करतो, ज्यामुळे दृश्य क्षेत्राचा एक भाग अप्रकाशित होईल, दुसरा - प्रकाशित होईल. प्रकाश आणि सावलीमधील इंटरफेस आयपीस फील्डमध्ये असलेल्या थ्रेड्सच्या क्रॉसशी एकरूप होईपर्यंत प्रिझम फिरवले जातात. या स्थितीत, रीफ्रॅक्टोमीटर स्केलवरील पॉइंटरच्या स्थानानुसार अपवर्तक निर्देशांक मूल्य वाचले जाते. जर प्रिझमचा अपवर्तक निर्देशांक n  च्या बरोबरीचा असेल, तर n x अभ्यासाखालील पदार्थाचा अपवर्तक निर्देशांक n x = n  sin  0 (2) बरोबर असेल.

बद्दल

हे स्पष्ट आहे की n x हे मापन प्रिझमच्या अपवर्तक निर्देशांकापेक्षा कमी असणे आवश्यक आहे. यंत्र तुम्हाला n x मूल्य थेट रीफ्रॅक्टोमीटर स्केलवर वाचण्याची परवानगी देते. वरील समीकरणाचा वापर केवळ मोनोक्रोमॅटिक प्रकाशाच्या अपवर्तनासाठी परवानगी आहे. अपवर्तक निर्देशांक मोजण्यासाठी "पांढरा" प्रकाश वापरताना, दृश्याच्या क्षेत्रात प्रकाश आणि सावली यांच्यात कोणतीही तीक्ष्ण सीमा राहणार नाही, कारण विखुरल्यामुळे (तरंगलांबीवर अपवर्तनाचे अवलंबन), विविध रंगांच्या (स्पेक्ट्रम) अनेक सीमा दिसून येतील. या इंद्रियगोचरचे निर्मूलन - ॲक्रोमॅटायझेशन - दुर्बिणीच्या खालच्या भागात स्थित विशेष कम्पेन्सेटर वापरून केले जाते. कम्पेन्सेटरमध्ये दोन ॲमिसी प्रिझम असतात. ॲमिसी प्रिझमला तीन भागांमधून एकत्र चिकटवले जाते, निवडले जाते जेणेकरून प्रिझममधून जात असताना, पिवळ्या किरणांची दिशा बदलू नये. अंजीर मध्ये दर्शविलेल्या प्रिझमच्या स्थितीसह, कम्पेन्सेटरमधून जाणारा पांढरा प्रकाश, स्पेक्ट्रममध्ये विघटित होईल, कारण एकूण कोनीय फैलाव जास्तीत जास्त आहे, आणि अंजीर मध्ये दर्शविलेल्या प्रिझमच्या स्थानावर, पांढरा प्रकाश सरकत राहतो (एकूण फैलाव 0 आहे).

जेव्हा प्रकाश, मोजमाप करणाऱ्या प्रिझमवर त्याच्या घटक भागांमध्ये विघटित होतो, तेव्हा कम्पेसाटरला आदळतो, तेव्हा कम्पेन्सेटर फिरवून तुम्ही त्याच्या प्रिझमची अशी सापेक्ष स्थिती निवडू शकता जिथे त्यांचे एकूण फैलाव परिमाणात समान असेल आणि प्रकाशाच्या विखुरण्याच्या चिन्हाच्या विरुद्ध असेल. रीफ्रॅक्टोमीटरच्या प्रिझम ब्लॉकमधून जाणारा बीम आणि एकूण फैलाव शून्य असेल. याबद्दल धन्यवाद, पूर्वी विघटित बीम पुन्हा पांढर्या बीममध्ये एकत्र होईल, ज्याची दिशा पिवळ्या बीमच्या स्थिर दिशेशी जुळते. दृश्याच्या क्षेत्रात (आयपीस) एक तीक्ष्ण सीमा दिसून येईल, ज्याची स्थिती विशिष्ट तरंगलांबीच्या बीमशी संबंधित आहे - पिवळा सोडियम डी-लाइन , दृश्य क्षेत्र पांढऱ्या प्रकाशाने प्रकाशित झाले आहे हे असूनही.

पल्फ्रिच रिफ्रॅक्टोमीटर. या उपकरणांचे एक विशिष्ट वैशिष्ट्य म्हणजे लाईन स्पेक्ट्रम (सोडियम, हायड्रोजन, हेलियम दिवे) असलेल्या प्रकाश स्रोतांचा वापर आणि 90° च्या अपवर्तक कोनासह प्रिझम मोजणे. या उपकरणांमधील स्केल कोनीय युनिट्समध्ये ग्रॅज्युएट केले जाते आणि विशेष तक्त्यांचा वापर करून अपवर्तक निर्देशांकात रूपांतरित करणे आवश्यक आहे. तथापि, पल्फ्रीच रिफ्रॅक्टोमीटरच्या मदतीने वेगवेगळ्या तरंगलांबींसाठी अपवर्तक निर्देशांक निर्धारित करणे आणि 10 -5 च्या अचूकतेसह फैलाव मोजणे शक्य आहे. या उपकरणांचा मुख्य भाग एक आयताकृती प्रिझम आहे, ज्याचा एक चेहरा क्षैतिज स्थित आहे, आणि दुसरा - अनुलंब. चाचणी द्रवाने भरलेले एक दंडगोलाकार पात्र आडव्या चेहऱ्यावर चिकटवले जाते.

सह मोनोक्रोमॅटिक स्त्रोताचा प्रकाश कलेक्टिंग (कंडेन्सर) लेन्सद्वारे द्रव असलेल्या भांड्यावर पडतो आणि क्षैतिज द्रव-काचेच्या इंटरफेसला समांतर निर्देशित केला जातो. द्रव आणि प्रिझममधून गेल्यावर, अशा प्रकारे निर्देशित केलेला किरण बाहेर येतो आणि त्याच्या मूळ दिशेसह एक कोन i बनवतो. प्रिझममध्ये, इंटरफेसचा लंब आणि या किरणाची दिशा यांच्यातील कोन मर्यादित आहे, कारण उभ्या चेहऱ्याच्या बाजूने किरण a/ प्रिझममध्ये प्रवेश करून द्रव आणि हवेमध्ये क्रमश: पडल्यास त्याची दिशा समान असेल. n x आणि i हे प्रमाण n x = सूत्राने संबंधित आहेत n B 2 -sin 2 i (1), जेथे n x ​​हा द्रवाचा अपवर्तक निर्देशांक आहे; n B - प्रिझमचा अपवर्तक निर्देशांक (डिव्हाइस पासपोर्टमध्ये दर्शविला आहे); i हा रीफ्रॅक्टोमीटरमधून बाहेर पडताना निरीक्षण केलेला कोन आहे. कोन i निश्चित करण्यासाठी, टेलिस्कोप आयपीसचे क्रॉसहेअर स्पेक्ट्रल बँडच्या वरच्या सीमेकडे निर्देशित केले जातात आणि स्केल (डिग्री) आणि व्हर्नियर (मिनिटे) मध्ये मोजले जातात. अचूक मोजमाप करण्यासाठी, ± 0.2 °C च्या अचूकतेसह तापमान नियंत्रण आवश्यक आहे. डिव्हाइसचा तोटा म्हणजे मोनोक्रोमॅटिक प्रकाश आणि चाचणी पदार्थाचे महत्त्वपूर्ण प्रमाण (3-5 मिली) वापरण्याची आवश्यकता तसेच घेतलेल्या वाचनांची पुनर्गणना करण्याची आवश्यकता आहे. कोनीय एकके अपवर्तक निर्देशांक मूल्यांमध्ये आणि यासाठी विशेष सारण्या वापरणे.

स्वयंचलित सतत रीफ्रॅक्टोमीटर.काही उद्योगांच्या स्वयंचलित सतत देखरेखीसाठी, RAS रीफ्रॅक्टोमीटरचा वापर केला जातो. अंजीर मध्ये आरएएस रीफ्रॅक्टोमीटरचे योजनाबद्ध आकृती. इल्युमिनेटर 1 मधील प्रकाशाचा किरण लेन्स 2 मधून जातो आणि दोन भाग असलेल्या प्रिझमवर आदळतो - स्थिर 3 आणि प्रवाह 3/. विश्लेषण केलेले द्रव प्रवाह प्रिझम 3 मधून वाहते. पुढे, प्रकाश किरण स्थिर अपवर्तक प्रिझम 4 आणि जंगम रोटरी प्रिझम 5 मधून जातो, जो मोटर 6 वापरून त्याच्या अक्षाभोवती फिरू शकतो. यानंतर, प्रकाश किरण दुहेरी फोटोसेल 7 वर आदळतो. या फोटोसेलमधून फोटोक्युरंट कमांड उपकरणात प्रवेश करतात. 8. प्रवाही द्रवाचा अपवर्तक निर्देशांक बदलत नसल्यास, फोटोसेल्सवरील फोटोक्युरंट्सची भरपाई केली जाते. वाहत्या द्रवाचा अपवर्तक निर्देशांक बदलल्यास, यामुळे फोटोसेल्सच्या प्रदीपन समानतेचे उल्लंघन होते, म्हणजे. दोन photocells 7 च्या photocurrents भरपाई नाही. या प्रकरणात, कमांड डिव्हाइस मोटर 6 चालू करते, जे समतोल स्थापित होईपर्यंत प्रिझम 5 फिरवण्यास सुरवात करते. प्रिझम 5 च्या रोटेशनचा कोन वाहत्या द्रवाच्या अपवर्तक निर्देशांकाच्या वर्तमान मूल्याच्या प्रमाणात असेल.

नोंद.या कामाच्या अहवालात प्रिझमचा अपवर्तक कोन आणि किरणांच्या मार्गाच्या पदनामासह कमीतकमी विचलनाचा कोन निर्धारित करताना उपकरणांच्या सापेक्ष स्थितीचे रेखाचित्र असावे.

प्रश्नांवर नियंत्रण ठेवा

1. प्रकाश पसरण्याची घटना काय आहे?

2. प्रिझमद्वारे त्यांच्या वर्णक्रमीय घटकांमध्ये पांढर्या प्रकाश किरणांचे विघटन काय स्पष्ट करते?

3. स्पेक्ट्रमच्या लाँग-वेव्ह किंवा शॉर्ट-वेव्ह प्रदेशात, प्रिझमचा प्रसार घटक म्हणून वापर करणे सर्वात फायदेशीर आहे का?

4. प्रिझमद्वारे बीमच्या विक्षेपणाचा कोन म्हणजे काय?

5. जेव्हा किरण प्रिझममधून सममितीने प्रवास करतात (म्हणजे जेव्हा α = γ (चित्र 4.1)) तेव्हा सूत्र (4.1) वैध असते हे दाखवा.

6. सूत्र मिळवा (4.2).

प्रयोगशाळेचे काम क्र. 5

विवर्तन जाळी

कामाचे ध्येय:पारदर्शक विवर्तन जाळीवर प्रकाशाच्या विवर्तनाचा अभ्यास, जाळीच्या मापदंडांचे निर्धारण आणि रेडिएशनच्या वर्णक्रमीय रचना.

सामान्य माहिती

विवर्तन हा तीव्र असमानता असलेल्या आणि भौमितिक ऑप्टिक्सच्या नियमांमधील विचलनांशी संबंधित असलेल्या माध्यमात प्रकाशाच्या प्रसारादरम्यान पाहिल्या गेलेल्या घटनांचा एक संच आहे. विवर्तन, विशेषतः, अडथळ्यांभोवती वाकलेल्या प्रकाश लाटा आणि भौमितिक सावलीच्या प्रदेशात प्रकाशाच्या प्रवेशास कारणीभूत ठरतात.

ढवळाढवळ आणि विवर्तन यांच्यात कोणताही महत्त्वपूर्ण भौतिक फरक नाही. दोन्ही घटनांमध्ये वेव्ह सुपरपोझिशनच्या परिणामी प्रकाश प्रवाहाचे पुनर्वितरण समाविष्ट आहे.

विवर्तनाचे दोन प्रकार आहेत. जर प्रकाश स्रोत आणि निरीक्षण बिंदू अडथळ्यापासून इतक्या दूर स्थित असतील की अडथळ्यावरील किरण घटना आणि निरीक्षण बिंदूकडे जाणारे किरण जवळजवळ समांतर किरण तयार करतात, तर आपण फ्रॉनहोफर विवर्तन बोलतो, अन्यथा आपण फ्रेस्नेल विवर्तन बोलतो.

अपारदर्शक स्क्रीनमध्ये एकाच प्रकारच्या अनेक छिद्रांद्वारे विवर्तन दरम्यान, विवर्तित लहरींचा हस्तक्षेप परस्परसंवाद दिसून येतो. छिद्रांमधील अंतर समान असल्यास किंवा विशिष्ट नियमानुसार बदलल्यास आणि प्रदीपन सुसंगत असल्यास अतिरिक्त हस्तक्षेप प्रभाव दिसून येतो. छिद्रांमधील समान अंतरावर, विखुरलेल्या लहरींमधील फेज फरक अपरिवर्तित राहील आणि हस्तक्षेप टर्म शून्य असेल. छिद्रांच्या अव्यवस्थित व्यवस्थेसह, टप्प्यातील फरक यादृच्छिकपणे बदलतो, हस्तक्षेप संज्ञा शून्याच्या बरोबरीची असते आणि दिलेल्या दिशेने प्रसारित होणाऱ्या सर्व बीमची तीव्रता सहजपणे जोडली जाते. असंगत प्रदीपनसह एक समान चित्र येईल.

ग्रेटिंग स्लिट्समधील दुय्यम स्त्रोतांच्या किरणोत्सर्गाचे एकत्रीकरण करून आणि नंतर सर्व स्लिट्समधून प्रसारित होणाऱ्या दोलनांची बेरीज करून, विवर्तन पॅटर्नची कठोर गणना ह्युजेन्स-फ्रेस्नेल तत्त्वानुसार केली जाते. ही गणना भौतिकशास्त्राच्या कोणत्याही पाठ्यपुस्तकात आढळू शकते, उदाहरणार्थ.

फ्रेस्नेल झोन वापरून विवर्तन पॅटर्नचे वर्णन करण्यापुरते मर्यादित राहू या.  दिशेने, विवर्तन जाळीची संपूर्ण पृष्ठभाग एका फ्रेस्नेल झोनशी संबंधित आहे आणि या दिशेने मुख्य शून्य-क्रम कमाल बनते. मिनिमा अशा दिशानिर्देशांमध्ये असेल जे फ्रेस्नेल झोनच्या समान संख्येशी संबंधित असतील जे जाळीमध्ये बसतात: एल sin k, कुठे एल=एन.डी- ग्रिड रुंदी, k= 1, 2,. येथे जाळीमध्ये फ्रेस्नेल झोनची विषम संख्या बसते एन.डी sin=( k+ 1/2), आणि हे कोन कमालशी जुळतात. या मॅक्सिमाची तीव्रता, एका स्लिटच्या बाबतीत, वाढत्या प्रमाणात झपाट्याने कमी होते. k- कमाल क्रमाने, आणि त्यांना साइड मॅक्सिमा म्हणतात.

अट पूर्ण झाल्यावर k/एन =मी, कुठे मी= 1, 2,, जाळीमध्ये फ्रेस्नेल झोनची संख्या समान असूनही, स्लिट्समधून रेडिएशन त्याच टप्प्यात येते, कारण शेजारच्या स्लिट्समधून किरणांच्या मार्गातील फरक समान आहे. तरंगलांबीची पूर्णांक संख्या:

या प्रकरणात, किमान ऐवजी, कमाल तयार होते.

जर आपण असे गृहीत धरले की स्लिट्स सर्व दिशांना समान रीतीने उत्सर्जित करतात, तर या मॅक्सिमाची तीव्रता समान आणि शून्य कमाल तीव्रतेच्या समान असेल (चित्र 5.2, ए). या maxima म्हणतात मुख्य.

मोठ्या संख्येने स्लॉटसह एन(शेकडो हजारो) मुख्य मॅक्सिमा हे रुंद अंतराने विभक्त केलेले अरुंद पट्टे आहेत, जेथे प्रकाशाची तीव्रता शून्याच्या बरोबरीची मानली जाऊ शकते. मुख्य मॅक्सिमाची तीक्ष्णता स्लिट्सच्या संख्येद्वारे निर्धारित केली जाते एन, आणि त्या प्रत्येकाची तीव्रता आनुपातिक आहे एन 2 .

अंजीर मध्ये. ५.२, bप्रत्येक स्लिटवर विवर्तनामुळे तीव्रतेचे वितरण दाखवते. परिणामी तीव्रतेचे वितरण हे एका स्लिटवर आणि तयार झालेल्या नियतकालिक संरचनेवर वितरणांचे सुपरपोझिशन असते. एन क्रॅक (चित्र 5.2, व्ही).

विवर्तन जाळीची फैलाव आणि निराकरण करण्याची शक्ती. मुख्य मॅक्सिमाची स्थिती तरंगलांबीवर अवलंबून असते, म्हणून, जर रेडिएशनमध्ये भिन्न तरंगलांबी असतील तर, सर्व मॅक्सिमा (मध्यभागी वगळता) स्पेक्ट्रममध्ये विघटित होतील. अशा प्रकारे, विवर्तन जाळी हे वर्णक्रमीय उपकरण आहे. वर्णक्रमीय उपकरणांची सर्वात महत्वाची वैशिष्ट्ये म्हणजे फैलाव आणि निराकरण शक्ती.

कोनीय फैलावडी ची व्याख्या  विवर्तन maxima च्या दिशांमधील कोनाचे गुणोत्तर म्हणून केली जाते मी-वा क्रम, जवळच्या तरंगलांबी  1 आणि  2 सह किरणोत्सर्गाशी संबंधित, तरंगलांबी  1  2 :

कोनीय फैलाव सामान्यतः प्रति अँग्स्ट्रॉम (किंवा नॅनोमीटर) कोनीय एककांमध्ये (सेकंद किंवा मिनिटे) व्यक्त केला जातो. विवर्तन कोनांसाठी मूलभूत समीकरणातून d sin= मी, भिन्नतेकडे जाणे, आम्हाला मिळते

(5.2)

दोन जवळच्या वर्णक्रमीय रेषांच्या रेझोल्यूशनची (म्हणजेच वेगळी धारणा) शक्यता केवळ त्यांच्यामधील अंतरावरच नाही तर वर्णपटाच्या कमाल रुंदीवरही अवलंबून असते. अंजीर मध्ये. आकृती 5.3 जेव्हा दोन क्लोज मॅक्सिमा सुपरइम्पोज केले जातात तेव्हा परिणामी तीव्रता दिसून येते. कधी एदोन्ही maxima एक म्हणून समजले जातात. कधी b maxima स्वतंत्रपणे दृश्यमान आहेत.

रिझोल्यूशन निकष रेले यांनी सादर केला होता, ज्याने प्रस्तावित केला होता की एका तरंगलांबी  1 ची कमाल दुसऱ्या  2 साठी किमान बरोबर जुळते तेव्हा दोन वर्णक्रमीय रेषा सोडवल्या जातात. या प्रकरणात (समान तीव्रतेने आयअभ्यासाधीन 0 सममितीय मॅक्सिमा), कुबड्यांमधील "डुबकी" ची खोली 0.2 असेल आय 0 निरीक्षण परिणामी समोच्च मध्ये अशा बुडविणे उपस्थिती दृश्य आणि वस्तुनिष्ठ (फोटोग्राफिक आणि इलेक्ट्रिकल) नोंदणी पद्धती वापरून जोरदार आत्मविश्वासाने स्थापित केले जाते.

मोजण्यासाठी ठराव(परवानगी देणारी शक्ती)आररेले निकष पूर्ण करणारे तरंगलांबी = 1  2  या तरंगलांबीमधील सर्वात लहान फरकापर्यंत, ज्याच्या जवळ निराकरण केलेल्या रेषा स्थित आहेत, त्या तरंगलांबीच्या गुणोत्तराच्या बरोबरीचे परिमाणहीन परिमाण घ्या:
.

विवर्तन जाळीची निराकरण करण्याची शक्ती निश्चित करण्यासाठी, आम्ही अशा परिस्थिती तयार करतो ज्या ऑर्डरची कमाल स्थिती देतात. मीतरंगलांबी  1 आणि  2 साठी:

पासून हलविण्यासाठी मीतरंगलांबी  2 साठी जास्तीत जास्त ते संबंधित किमान, मार्गातील फरक  2 ने बदलणे आवश्यक आहे / एन, कुठे एन - जाळीच्या ओळींची संख्या. अशा प्रकारे, किमान 2 ही स्थिती समाधानकारक दिशेने पाळली जाते.

Rayleigh अट पूर्ण करण्यासाठी, एक ठेवणे आवश्यक आहे
, कुठे

 1 आणि  2 एकमेकांच्या जवळ असल्याने, म्हणजे  1  2 हे लहान मूल्य आहे, रिझोल्व्हिंग पॉवर अभिव्यक्तीद्वारे निर्धारित केली जाते

(5.3)

मुख्य घटक प्रायोगिक रचना(Fig. 5.4) प्रकाश स्रोत आहेत 1 (पारा दिवा), गोनिओमीटर 4 आणि विवर्तन जाळी 6 . दिव्याचे विकिरण अंतर प्रकाशित करते 2 collimator 3 होल्डरमध्ये गोनिओमीटर आणि डिफ्रॅक्शन ग्रेटिंग स्थापित केले आहे 5 घटना किरणांना लंब. स्पॉटिंग स्कोप 9 गोनिओमीटर गोनिओमीटरच्या उभ्या अक्षाभोवती फिरवता येतो. टेलिस्कोप आयपीसच्या फोकल प्लेनमध्ये एक विवर्तन स्पेक्ट्रम दिसून येतो. दुर्बिणीची कोनीय स्थिती स्केलद्वारे निर्धारित केली जाते 7 आणि व्हर्नियर 8 goniometer डायल. गोनिओमीटर स्केल विभागणी 30′ आहे, व्हर्नियर स्केल 1′ आहे. गोनिओमीटर स्केलवरील संदर्भ बिंदू जाळीच्या पृष्ठभागाच्या सामान्य दिशेशी जुळत नसल्यामुळे, विवर्तन कोन मीदोन कोनांमधील फरकाने निर्धारित केले जाते ( मी  0), जेथे  0 हा मध्याशी संबंधित कोन आहे ( मी = 0) विवर्तन कमाल.

(किंवा तरंगलांबी) प्रकाशाची (वारंवारता फैलाव), किंवा समान गोष्ट, तरंगलांबीवर (किंवा वारंवारता) पदार्थातील प्रकाशाच्या टप्प्याच्या गतीचे अवलंबन. 1672 च्या आसपास न्यूटनने प्रायोगिकरित्या शोधले, जरी सैद्धांतिकदृष्ट्या बरेच नंतर स्पष्ट केले गेले.

• अवकाशीय फैलाव म्हणजे वेव्ह वेक्टरवरील माध्यमाच्या डायलेक्ट्रिक स्थिर टेन्सरचे अवलंबन होय. या अवलंबनामुळे अवकाशीय ध्रुवीकरण प्रभाव नावाच्या अनेक घटना घडतात.

प्रिझममधून जात असताना पांढऱ्या प्रकाशाचे विघटन (न्यूटनचा प्रयोग) हे विखुरण्याच्या सर्वात स्पष्ट उदाहरणांपैकी एक आहे. विखुरलेल्या घटनेचे सार म्हणजे एका पारदर्शक पदार्थामध्ये वेगवेगळ्या तरंगलांबी असलेल्या प्रकाश किरणांच्या प्रसाराची असमान गती - एक ऑप्टिकल माध्यम (व्हॅक्यूममध्ये प्रकाशाचा वेग नेहमीच सारखाच असतो, तरंगलांबी आणि म्हणून रंगाची पर्वा न करता). सामान्यतः, तरंगाची वारंवारता जितकी जास्त असेल तितका माध्यमाचा अपवर्तक निर्देशांक जास्त असेल आणि त्यातील प्रकाशाचा वेग कमी असेल:

• लाल रंगाचा माध्यमात जास्तीत जास्त वेग आणि अपवर्तनाची किमान डिग्री आहे,
• व्हायलेट रंगात मध्यम प्रकाशाचा वेग कमी असतो आणि अपवर्तनाची कमाल डिग्री असते.

तथापि, काही पदार्थांमध्ये (उदाहरणार्थ, आयोडीन वाष्प), एक विसंगत फैलाव प्रभाव दिसून येतो, ज्यामध्ये निळे किरण लाल किरणांपेक्षा कमी अपवर्तित केले जातात, तर इतर किरण पदार्थाद्वारे शोषले जातात आणि निरीक्षणातून बाहेर पडतात. अधिक काटेकोरपणे सांगायचे तर, विसंगत फैलाव व्यापक आहे, उदाहरणार्थ, ते शोषण रेषांजवळील फ्रिक्वेन्सीवर जवळजवळ सर्व वायूंमध्ये दिसून येते, परंतु आयोडीन वाष्पांमध्ये ते ऑप्टिकल श्रेणीतील निरीक्षणासाठी अगदी सोयीस्कर आहे, जेथे ते प्रकाश अतिशय जोरदारपणे शोषून घेतात.

प्रकाशाच्या फैलावामुळे पांढऱ्या प्रकाशाचे संमिश्र स्वरूप अगदी खात्रीपूर्वक दाखविणे प्रथमच शक्य झाले.

• विवर्तन जाळी किंवा त्यातून परावर्तित झाल्यामुळे पांढरा प्रकाश स्पेक्ट्रममध्ये विघटित होतो (हे विखुरण्याच्या घटनेशी संबंधित नाही, परंतु विवर्तनाच्या स्वरूपाद्वारे स्पष्ट केले आहे). विवर्तन आणि प्रिझमॅटिक स्पेक्ट्रा काहीसे वेगळे आहेत: प्रिझमॅटिक स्पेक्ट्रम लाल भागामध्ये संकुचित केला जातो आणि व्हायलेटमध्ये ताणलेला असतो आणि तरंगलांबीच्या उतरत्या क्रमाने व्यवस्था केला जातो: लाल ते व्हायलेट; सामान्य (विवर्तन) स्पेक्ट्रम सर्व क्षेत्रांमध्ये एकसमान असतो आणि वाढत्या तरंगलांबीच्या क्रमाने व्यवस्था केली जाते: व्हायलेट ते लाल.

प्रकाशाच्या फैलावाच्या सादृश्यतेने, तरंगलांबी (किंवा वारंवारता) वर इतर कोणत्याही निसर्गाच्या लहरींच्या प्रसाराच्या अवलंबनाच्या समान घटनांना फैलाव असेही म्हणतात. या कारणास्तव, उदाहरणार्थ, डिस्पर्शन लॉ हा शब्द, वारंवारता आणि तरंग क्रमांकाशी संबंधित परिमाणवाचक संबंधाचे नाव म्हणून वापरला जातो, केवळ इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक वेव्हलाच लागू होत नाही, तर कोणत्याही तरंग प्रक्रियेला लागू होतो.

फैलाव हे वस्तुस्थिती स्पष्ट करते की पावसानंतर इंद्रधनुष्य दिसते (अधिक तंतोतंत, इंद्रधनुष्य बहु-रंगीत आहे आणि पांढरे नाही).

फैलाव हे रंगीत विकृतीचे कारण आहे - फोटोग्राफिक आणि व्हिडिओ लेन्ससह ऑप्टिकल सिस्टमच्या विकृतींपैकी एक.

कॉचीने तरंगलांबीवरील माध्यमाच्या अपवर्तक निर्देशांकाचे अवलंबित्व व्यक्त करणारे सूत्र आणले:

निसर्ग आणि कला मध्ये प्रकाश पसरणे

विखुरल्यामुळे, विविध रंगांचे निरीक्षण केले जाऊ शकते.

• इंद्रधनुष्य, ज्याचे रंग विखुरल्यामुळे आहेत, ही संस्कृती आणि कलेच्या प्रमुख प्रतिमांपैकी एक आहे.
• प्रकाश पसरवल्याबद्दल धन्यवाद, डायमंड आणि इतर पारदर्शक वस्तू किंवा सामग्रीच्या पैलूंवर रंगीत "प्रकाशाचा खेळ" पाहणे शक्य आहे.
• एक किंवा दुसऱ्या प्रमाणात, इंद्रधनुष्याचे परिणाम बहुतेक वेळा आढळतात जेव्हा प्रकाश जवळजवळ कोणत्याही पारदर्शक वस्तूमधून जातो. कला मध्ये ते विशेषतः तीव्र आणि जोर दिला जाऊ शकतो.
• प्रिझममध्ये अपवर्तित केल्यावर स्पेक्ट्रममध्ये प्रकाशाचे विघटन (विखुरल्यामुळे) हा व्हिज्युअल आर्ट्समध्ये एक सामान्य विषय आहे. उदाहरणार्थ, पिंक फ्लॉइडच्या अल्बमच्या डार्क साइड ऑफ द मूनच्या मुखपृष्ठामध्ये प्रिझममधील प्रकाशाचे अपवर्तन स्पेक्ट्रममध्ये विघटन होते.

देखील पहा

साहित्य

• यश्टोल्ड-गोव्होर्को व्ही. ए.छायाचित्रण आणि प्रक्रिया. छायाचित्रण, सूत्रे, अटी, पाककृती. - एड. 4 था, abbr. - एम.: कला, 1977.

दुवे

विकिमीडिया फाउंडेशन. 2010.

इतर शब्दकोशांमध्ये "प्रकाश फैलाव" म्हणजे काय ते पहा:

प्रकाशाच्या वारंवारता n (तरंगलांबी l) वर VA मधील अपवर्तक निर्देशांक n चे अवलंबित्व किंवा त्यांच्या वारंवारतेवर प्रकाश लहरींच्या फेज गतीचे अवलंबन. परिणाम डी. एस. प्रिझममधून जात असताना पांढऱ्या प्रकाशाच्या किरणाच्या स्पेक्ट्रममध्ये विघटन (स्पेक्ट्रा पहा... ... भौतिक विश्वकोश

प्रकाश फैलाव- प्रकाशाच्या कंपनांच्या वारंवारतेवर प्रकाशाच्या प्रसाराच्या गतीच्या अवलंबनामुळे घडणारी घटना. [शिफारस केलेल्या अटींचा संग्रह. अंक 79. भौतिक प्रकाशशास्त्र. यूएसएसआरच्या विज्ञान अकादमी. वैज्ञानिक आणि तांत्रिक शब्दावली समिती. 1970] विषय…… तांत्रिक अनुवादक मार्गदर्शक

प्रकाश फैलाव- šviesos skaida statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: engl. प्रकाश वोकचे फैलाव. Lichtdispersion, f; Zerteilung des Lichtes, f rus. प्रकाश फैलाव, f pranc. डिस्पर्शन डे ला ल्युमिएर, एफ… Radioelektronikos terminų žodynas

प्रकाश फैलाव- šviesos dispersija statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. प्रकाश वोकचे फैलाव. Lichtdispersion, f; Zerlegung des Lichtes, f rus. प्रकाश फैलाव, f pranc. dispersion de la lumière, f … Fizikos terminų žodynas

प्रकाशाच्या वारंवारता ν (तरंगलांबी λ) वर पदार्थाच्या अपवर्तक निर्देशांक n चे अवलंबित्व किंवा वारंवारतेवर प्रकाश लहरींच्या फेज गतीचे (फेज वेग पहा) अवलंबित्व. परिणाम डी. एस. जात असताना पांढऱ्या प्रकाशाच्या किरणाच्या स्पेक्ट्रममध्ये विघटन... ... ग्रेट सोव्हिएत एनसायक्लोपीडिया

प्रकाशाच्या वारंवारतेवर va मधील अपवर्तक निर्देशांक n चे अवलंबन. प्रदेशात प्रकाशाची वारंवारता, ज्यासाठी v पारदर्शक आहे, n वाढत्या v सामान्य d.s सह वाढते. प्रदेशात फील्डमधील प्रकाशाच्या तीव्र शोषणाच्या पट्ट्यांशी संबंधित फ्रिक्वेन्सी, n कमी होते... ... बिग एनसायक्लोपेडिक पॉलिटेक्निक डिक्शनरी

प्रकाशाच्या तरंगलांबीवर पदार्थाच्या परिपूर्ण अपवर्तक निर्देशांकाचे अवलंबन... खगोलशास्त्रीय शब्दकोश

तुम्हाला हा लेख काय सुधारायचा आहे?: उदाहरणे जोडा. काय लिहिले आहे याची पुष्टी करणाऱ्या अधिकृत स्त्रोतांच्या तळटीप लिंक्सच्या स्वरूपात शोधा आणि व्यवस्था करा. टेम्प्लेट कार्ड ठेवा... विकिपीडिया

हार्मोनिक लहरींच्या फेज वेगाचे त्यांच्या दोलनांच्या वारंवारतेवर अवलंबून असते. कोणत्याही निसर्गाच्या लहरींसाठी लहरी विखुरलेले निरीक्षण केले जाते. लहरी पसरण्याच्या उपस्थितीमुळे सिग्नलचा आकार (उदाहरणार्थ, ऑडिओ पल्स) विकृत होतो जेव्हा माध्यमात प्रसार होतो... मोठा विश्वकोशीय शब्दकोश