Версия 11:55, 24 октября 2012

Гипермаркет знаний>>Физика>>Физика 7 класс>> Дисперсия света. Спектральный состав света

• Солнечный летний  день. И  вдруг  на  небе  появилась  тучка,  пошел дождик,  который  будто  бы  «не  замечает»,  что  солнце  продолжа­ет  светить.  Такой  дождь  в  народе  называют  слепым. Дождик  еще не  успел  закончиться,  а  на  небе  уже  засияла  разноцветная  радуга (рис.  3.45). Почему  она  появилась? Ответ  вы  узнаете  из  следующего параграфа.
  

Pиc. 3.45. Явление, подобное ра­дуге, можно наблюдать в брызгах фонтана или водопада

1. Изучаем разложение белого света в спектр

Оказывается,  что  и  в  лабораторных  ус­ловиях  можно  наблюдать  удивительное  явле­ние,  подобное  радуге.  Для  этого  направим  уз­кий  пучок  белого  света  на стеклянную призму (рис.  3.46). Проходя сквозь призму,  пучок бело­го  света  преломляется,  и  на  экране  образуется радужная полоска —  спектр.

Появление  спектра  объясняется  тем,  что пучок белого света представляет собой совокуп­ность световых  пучков  разных цветов,  а  свето­вые  пучки  разных  цветов  распространяются в  одной и той же  среде с  разной  скоростью.

• Зависимость  скорости  распространения  пучка света  в  определенной  среде  от  цвета  пучка  на­зывают дисперсией  света.
  

Обычно  пучки  света,  имеющие  меньшую скорость распространения, преломляются больше. 

Рис. 3.46  Разложение белого света в спектр при прохождении сквозь стеклянную призму  Силь­нее всего преломляются фиолетовые лучи, слабее всего —  красные

Рис. 3.47  Некоторые дополнительные цвета

Например,  в  средах,  с  которыми  вы  знакомитесь  в школе,  фиолетовые пучки  имеют  меньшую  скорость,  чем  красные,  и,  значит,  преломляются сильнее.  Кстати,  именно поэтому полоска фиолетового цвета  в  спектре  рас­положена ниже красной  (рис.  3.46).

Сравним рис.  3.45 и 3.46: цвета радуги — это и есть цвета спектра, что не удивительно,  так как на самом деле радуга — это огромный спектр солнечно­го света. Мириады маленьких капелек воды (помните, что радуга всегда обра­зовывается  во время или  после  дождя?),  действуя  вместе подобно множеству «призм»,  преломляют белый солнечный  свет и  создают разноцветную дугу.

2.   Характеризуем цвета

В  спектре  обычно  выделяют  семь  цветов:  красный,  оранжевый, жел­тый,  зеленый,  голубой,  синий, фиолетовый.

Световые пучки двух разных  спектральных цветов  в  случае наложения друг  на  друга  образуют  другие  цвета.  Это  явление  называют  наложением спектральных цветов.  Так,  направив на  экран пучки  оранжевого и  зелено­го  цветов  таким  образом,  чтобы  они  перекрывали  друг  друга,  получим  на экране желтый  цвет.

Некоторые  спектральные цвета  в  случае наложения друг на друга  обра­зуют белый цвет.  Такие пары спектральных цветов называют дополнитель­ными  (рис.  3.47). На рисунке цвета участков А и  Б являются дополнитель­ными,  так как они дополняют друг друга до белого цвета.

Особое же значение для нашего зрения имеют три  основных спектралъных  цвета:  красный,  зеленый  и  синий.  Накладывая  эти  три  цвета  друг на друга  в  разных  пропорциях,  можно  получать  различные  цвета  и  оттенки
(рис.  3.48). При этом зеленый, красный и синий цвета нельзя получить ком­бинацией других цветов  спектра.

На наложении  трех  основных  спектральных цветов  в  разных  пропорци­ях  основывается,  например,  цветное  телевидение.  Если  вы  посмотрите  на экран цветного телевизора через лупу,  то увидите,  что изображение состоит из мелких  объектов красного,  зеленого и  синего цветов.

Рис. 3.48  Основные цвета спектра - зеленый, красный, синий

Рис. 3.49. Листья растения, освещенного синим светом, кажутся нам практически черными

3.  Выясняем  почему мир разноцветный

Зная,  что белый  свет является сложным, можно  объяснить,  почему окружающий мир, освещенный лишь одним источником белого света — Сол­нцем,— мы видим разноцветным.

Как  вы  уже  знаете,  свет  частично  отражается  от  физических  тел,  час­тично  преломляется  и  частично  поглощается  ими,  причем  эти  процессы зависят  от  оптических  свойств  материала,  из  которого  состоят  тела,  и  от цвета падающего светового пучка.

Белая поверхность отражает одинаково лучи всех цветов. Поэтому альбом­ный лист, освещенный источником белого света, кажется нам белым. Зеленая трава,  освещенная  тем же  источником,  отражает  преимущественно лучи  зе­леного цвета,  а остальные поглощает. Красные лепестки тюльпанов отражают в основном лучи красного цвета, желтые лепестки подсолнуха — желтого.

Синий  свет,  направленный  на зеленую листву растений,  почти целиком поглотится  листвой,  так  как  такая  листва  отражает  преимущественно  зе­леные лучи,  а другие —  поглощает.  Значит,  листва,  освещенная  синим  све­том, будет казаться нам практически черной (рис.  3.49). Если же, например, осветить синим  светом  белую бумагу,  то она покажется нам синей,  так как белая бумага отражает лучи всех цветов,  в том числе и синие. А вот черная шерсть кота поглощает лучи всех цветов,  поэтому,  каким бы  светом мы его ни  осветили,  кот все  равно будет казаться черным.

• Подводим итоги
  

Зависимость  скорости  распространения  пучка  света  в  определенной среде  от  цвета  пучка  называют  дисперсией  света.  В  результате  дисперсии белый свет, прошедший, например,  сквозь призму,  образует спектр,  т.е. ока­зывается разложенным на семь спектральных цветов (красный, оранжевый, желтый,  зеленый,  голубой,  синий, фиолетовый).

В случае наложения двух разных спектральных цветов образуются дру­гие цвета.

Благодаря  тому  что  разные  тела  по-разному  отражают,  преломляют и  поглощают свет,  мы видим окружающий мир разноцветным.

• Контрольные вопросы 

1.  Что  называют  дисперсией  света? 

2.  В  чем  причина  дисперсии света? 

3.  Какие  природные  явления  можно  объяснить  дисперсией света? 

4.  Объясните,  что  означает  выражение  «белый  свет —  слож­ный  свет»? 

5.  Какие  цвета  называют  дополнительными? 

6.  Назо­вите  свойства  основных  цветов  спектра. 

7.  Свет  какого  цвета  отра­жает  зеленый  виноград?

• Упражнения 

1. Свет какого цвета проходит  сквозь синее стекло?  поглощается им?
2. Какими будут казаться красные буквы на белой бумаге,  если смот­реть на них сквозь зеленое стекло? Каким при этом будет казаться цвет бумаги?
3. Через  стекло какого цвета нельзя увидеть текст,  написанный фио­летовыми чернилами на белой  бумаге?
4. В  воде  распространяются  пучки  света  красного,  оранжевого  и  го­лубого  цветов.  Скорость  распространения  какого  из  пучков  будет большей?

• Экспериментальные задания

1. Наполните  неглубокий  сосуд  водой  и  поставьте  его  возле  стены. На  дно  сосуда  поместите  плоское  зеркало  под  тупым  углом  ко дну.  Зеркало должно  быть целиком погружено  в  воду.  Направьте на  него  пучок  света  —  на  стене  появится  «солнечный  зайчик». Внимательно  рассмотрите  его  и  объясните  явление,  которое  на­блюдается.

2. Проведите  опыт  по  наложению  разных  цветов.  Для  этого  следует вырезать  из  плотной  бумаги  несколько  кругов  диаметром  15  см. Один из кругов разделите на три одинаковых сектора.  Первый сек­тор закрасьте красным цветом, второй — синим, третий — зеленым. Остальные круги разделите на сектора разного размера и закрасьте любыми  разными  цветами.  Поочередно  насадите  каждый  круг  на острие  шариковой  ручки  и  раскрутите  его.  Опишите  и  объясните свои наблюдения.

• Физика и техника в Украине

Открытое  акционерное  общество «СЭЛМИ»  (Сумские Электронные Микроско­пы) начало свою производственную деятель­ность в 1959 году. Это предприятие является бесспорным лидером на территории СНГ по производству приборов для измерений.

Одним  из  образцов  продукции  объединения  «СЭЛМИ»  является  спектрофотометр  (см. рисунок).  Этот  прибор  предназначен  для  анализа  содержания  тяжелых металлов,  вредных веществ  (цинк, свинец, медь, кадмий, ртуть) в продуктах питания и пищевом сырье, а также в природной воде, образцах грунта и т. п. Чувствительность спектрофотометра очень высо­ка. Скажем,  прибор  сможет определить  наличие 0,005 мг ртути  в литре  воды.

Физика. 7 класс: Учебник / Ф. Я. Божинова, Н. М. Кирюхин, Е. А. Кирюхина. — X.: Издательство «Ранок», 2007. — 192 с.: ил.

Содержание урока
 конспект урока и опорный каркас
 презентация урока
 интерактивные технологии 
 акселеративные методы обучения

Практика
 тесты, тестирование онлайн
 задачи и упражнения 
 домашние задания
 практикумы и тренинги
 вопросы для дискуссий в классе

Иллюстрации
 видео- и аудиоматериалы
 фотографии, картинки 
 графики, таблицы, схемы
 комиксы, притчи, поговорки, кроссворды, анекдоты, приколы, цитаты

Дополнения
 рефераты
 шпаргалки 
 фишки для любознательных 
 статьи (МАН)
 литература основная и дополнительная
 словарь терминов

Совершенствование учебников и уроков
 исправление ошибок в учебнике
 замена устаревших знаний новыми 

Только для учителей
 календарные планы
 учебные программы
 методические рекомендации  
 обсуждения

 Идеальные уроки-кейсы

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.