Текущая версия на 12:19, 31 января 2013

Гіпермаркет Знань>>Фізика і астрономія>>Фізика 7 клас. Повні уроки>> Дисперсія світла. Спектральний склад світла. Кольори.

Тема

• Дисперсія світла. Спектральний склад світла. Кольори

Мета

• Ознайомитися з  поняттям «Дисперсія світла», розглянути особливості спектрів.

Хід уроку

Спектральний склад світла. Кольори

Світло - це видиме випромінювання, тобто електромагнітні хвилі в інтервалі частот, сприймаємих людським оком (7,5^{- 10}м...4,3-¹⁰м).

Кольори - одне із властивостей матеріального світу, яке сприймається як усвідомлене зорове відчуття. Той або інший кольори «привласнюється» об'єкту людиною  у процесі їхнього зорового сприйняття. У переважній більшості випадків колірне відчуття виникає в результаті впливу на око потоків електромагнітного випромінювання з діапазону довжин хвиль, у якому по випромінюванню сприймається оком (видимий діапазон - довжини хвиль від 380 до 760 нм).

Оптична область спектра електромагнітних випромінювань складається із трьох ділянок: невидимих ультрафіолетових випромінювань (довжина хвиль 10-400 нм), видимих світлових випромінювань (довжина хвиль 400-750 нм), сприйманих оком як світло й невидимі інфрачервоні випромінювання (довжина хвиль 740 нм - 1-2 мм).

Світлові випромінювання, що впливають на око й викликають відчуття кольору, розділяють на прості (монохроматичні) і складні. Випромінювання з певною довжиною хвилі називають монохроматичним.

Дисперсія світла

Дисперсія – залежність показника переломлення речовини від довжини хвилі світла. Завдяки дисперсії біле світло розкладається в спектр при проходженні через скляну призму. Тому такий спектр називають дисперсійним.

Прості випромінювання не можуть бути розкладені ні на які інші кольори. Як це відбувається, можна побачити на відео:

Спектр — послідовність монохроматичних випромінювань, кожному з яких відповідає певна довжина хвилі електромагнітного коливання.

Спектральна сполука випромінювання різних речовин досить різноманітна. Проте, всі спектри можна розділити на три  типа:

• Безперервні спектри.

Це означає, що в спектрі представлені хвилі всіх довжин. У спектрі немає розривів, і на екрані спектрографа можна бачити суцільну різнобарвну смугу.

Безперервні (або суцільні) спектри дають тіла, що перебувають у твердому або рідкому стані, а також сильно стиснені гази. Для одержання безперервного спектра потрібно нагріти тіло до високої температури.

Характер безперервного спектра й сам факт його існування визначаються не тільки властивостями окремих випромінюючих атомів, але й у сильному ступені залежать від взаємодії атомів один з одним.

Безперервний спектр дає також високотемпературна плазма. Електромагнітні хвилі випромінюються плазмою в основному при зіткненні електронів з іонами.

• Лінійчаті спектри.

Лінійчаті спектри являють собою набір кольорових ліній різної яскравості, розділених широкими темними смугами. Наявність лінійчатого спектра означає, що речовина випромінює світло тільки цілком певних довжин хвиль (точніше, у певних дуже вузьких спектральних інтервалах). Кожна з ліній має кінцеву ширину.

Лінійчаті спектри дають всі речовини в газоподібному атомарному (але не молекулярному) стані. Ізольовані атоми хімічного елемента випромінюють строго певні довжини хвиль.

Звичайно для спостереження лінійчатих спектрів використають світіння пар речовини в полум'ї або світіння газового розряду в трубці, наповненої досліджуваним газом.

При збільшенні щільності атомарного газу окремі спектральні лінії розширюються й, при дуже великій щільності газу, коли взаємодія атомів стає істотним, ці лінії перекривають один одного, образуя безперервний спектр.

• Смугасті спектри.

Смугастий спектр складається з окремих смуг, розділених темними проміжками. За допомогою дуже гарного спектрального апарата можна виявити, що кожна смуга являє собою сукупність великого числа дуже тісно розташованих ліній. На відміну від лінійчатих спектрів смугасті спектри створюються не атомами, а молекулами, не зв'язаними або слабко зв'язаними один з одним.

При розкладанні білого світла призмою в безперервний спектр кольорів у ньому поступово переходять один в іншій. Прийнято вважати, що в деяких границях довжин хвиль (нм) випромінювання мають наступні кольори:
390—440 – фіолетовий
440—480 - синій
480—510 – блакитний
510—550 – зелений
550—575 - жовто-зелений
575—585 - жовтий
585—620 – жовтогарячий
630—770 – червоний

Утворення спектру можна побачити на відео:

Очі людини має найбільшу чутливість до жовто-зеленого випромінювання з довжиною хвилі близько 555 нм.

Розрізняють три зони випромінювання: синьо-фіолетова (довжина хвиль 400-490 нм), зелена (довжина 490-570 нм) і червона (довжина 580-720 нм). Ці зони спектра є також зонами переважної спектральної чутливості приймачів ока й трьох шарів кольорової фотоплівки. Світло, випромінюваний звичайними джерелами, а також світло, відбитий від несвітлових тіл, завжди має складна спектральна сполука, тобто - складається із суми різних монохроматичних випромінювань. Спектральна сполука світла - найважливіша характеристика висвітлення. Він безпосередньо впливає на светопередачу при зйомці на кольорові фотографічні матеріали.

Прикладом дисперсії світла є веселка.

Веселка — атмосферное оптичне і метеорологичнее явище, спостерігаеться звичайно після дощу або (істотно рідше) перед ним. Воно виглядає як різнобарвна дуга або коло, складена із кольорів спектра.

Веселка виникає через те, що сонячне світло випробовує переломлення в крапельках води дощу або тумана, що знаходятся в атмосфері.

Крім цього  важливо розуміти кольори і їхні суміші. Колірне колесо розділене на 12 секторів. Серцевину колеса становлять первинні, вторинні й третинні кольори, описані в тексті. У зовнішнім кільці представлені більше темні, а в проміжному - більше світлі тони цих квітів.

Чим же визначається кольори навколишніх нас предметів? Який фізичний зміст відповідає нашим поданням про те, що трава зелена, колір маку червоний, а небо блакитне й т.п.? Кольори предметів, що оточують нас, залежить, по-перше, від їхньої здатності відбивати або пропускати падаючий на них світловий потік й, по-друге, від розподілу світлового потоку в спектрі їхнього джерела, що висвітлює, світла. Коли ми говоримо, що поверхня має зелені кольори (при висвітленні білим світлом), те це означає, що із всієї сукупності променів, що становлять біле світло, дана поверхня відбиває переважно зелені промені. Прозоре середовище (стекло, рідина), що представляється нам пофарбованої в зелені кольори (при висвітленні білим світлом), пропускає із всієї сукупності променів переважно зелені промені.  Відповідно, відбиті або пропущені промені впливають на наші очі й у нас створюється відчуття зелених кольорів. Всім відомо, що фарбування кімнати й предметів, що перебувають у ній, сприймається нами по-різному при денному (природному) і вечірньому (штучному) висвітленні, здійснюваному лампами накалювання. Причини цього - різний розподіл світлового потоку в спектрах денного світла й лампи накалювання, наявність у спектрі денного світла всіх видимих випромінювань майже в рівній кількості й майже повна відсутність синіх і фіолетових променів у спектрі лампи накалювання. При висвітленні лампами накалювання червоні кольори стають більше соковитими, а жовтогарячі червоніють. При цьому й червоні, і жовтогарячі кольори стають більше світлими. Блакитні кольори зеленіють, а син і фіолетові трохи червоніють, здобуваючи при цьому пурпурний відтінок, а значить - темніють.

Зіставити різні колірні сполучення й намітити декоративні ефекти вам допоможе спеціальна схема - так називане колірне колесо. Всі кольори можна одержати, змішуючи в різних співвідношеннях три первинних кольори: червоний, жовтий і блакитний. Змішуючи їх попарно, ви одержите три нові, вторинні кольори. Червоний з жовтим дадуть помаранчевий, жовтий із блакитним - зелений, а блакитний із червоним - фіолетовий. Зображення цих шести кольорів утворять сектори кола в такому порядку: червоний, помаранчевий, жовтий, зелений, блакитний та фіолетовий. Знову змішуючи попарно суміжні кольори, ви одержите шість третинних кольорів: червоно-помаранчевий, помаранчево-жовтий, жовто-зелений, зелено-блакитний, синьо-фіолетовий і фіолетово-червоний. Помістивши їх у коло, ви одержите колесо основних кольорів із дванадцятьма секторами.

Завдання

1. Назвіть типи спектрі

2. Назвіть основні й допоміжні кольори

Список використаних джерел

1. Янчук В. Довідник школяра: 5-11 кл., 2002, Київ

2. Коршак Є. В., Ляшенко О. І., Савченко В.Ф. Фізика 7 клас: Підруч. для для загальноосвітніх навч. закл. - Ірпінь: Перун, 2002.

3. Гончаренко С.У. Фізика: Основні закони і формули., 2006, Либідь.

4. Вакуленко М. О. Російсько-український словник фізичної термінології / За ред. проф. О. В. Вакуленка (додаток: "Російсько-український фізичний словник":. - К., 2006.

5. Урок фізики по тему: Приходько А.А.

Відредаговано та надіслано Фролов Д. В.

Над уроком працювали

Фролов Д. В.

Приходько А.А.

Романчук В.Є.

Поставить вопрос о современном образовании, выразить идею или решить назревшую проблему Вы можете на Образовательном форуме, где на международном уровне собирается образовательный совет свежей мысли и действия. Создав блог, Вы не только повысите свой статус, как компетентного преподавателя, но и сделаете весомый вклад в развитие школы будущего. Гильдия Лидеров Образования открывает двери для специалистов  высшего ранга и приглашает к сотрудничеству в направлении создания лучших в мире школ.