Разложение белого света призмой. Сплошной спектр

С помощью стеклянной трехгранной призмы в 1666 г. И. Ньютон впервые установил, что белый свет имеет сплошной спектр. Спектр белого света замечателен тем, что в. нем монохроматические лучи непрерывно следуют друг за другом. Поэтому такой спектр называют сплошным или непрерывным.

Ньютон условно разделил сплошной спектр белого света на семь участков различных цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый, которые после призмы располагаются в порядке убывания длин волн (рис. 34.2). Вспомним, что спектр белого света можно получить еще и с помощью дифракционной решетки. Последний спектр называют дифракционным или нормальным.

На кривой дисперсии для стекла (рис. 34.3) видно, что показатель преломления стекла в области коротких волн при изменении длины волны излучения изменяется быстро, а в области длинных волн — медленно. Поэтому дисперсионный (призматический) спектр белого света сжат в красной части и растянут в фиолетовой. Нормальный спектр белого света отличается от призматического (дисперсионного) тем, что, во-первых, в нем цвета располагаются в порядке возрастания длин волн и, во-вторых, он равномерно растянут во всех своих областях.

Дисперсией света объясняется появление радуги. Радуга бывает видна, когда наблюдатель смотрит по направлению от Солнца и в воздухе есть водяные капли. При определенном угле падения лучей происходит полное отражение внутри капли (рис. 34.4). На границе воздух — вода происходит преломление лучей, и, поскольку фиолетовые лучи преломляются сильнее красных, после выхода из капли они расходятся: красные лучи составляют с падающим лучом угол около 43°, а фиолетовые — около 41°.

Солнечные лучи можно считать параллельными. Поэтому получается, что от множества капель, находящихся на поверхности конуса с углом при вершине а_к = 43°, в глаз наблюдателя попадают красные лучи, а от капель с поверхности конуса с углом при вершине а_ф = 41° фиолетовые лучи. Остальные цвета радуги располагаются между ними.