Презентация по физике " Дисперсия"

• 1 слайд

  терехова Галина Анатольевна. Химки. МБОУ 12лицей
  

• 2 слайд

  При изучении закона преломления света отмечалось, что показатель преломления зависит от физических свойств и состояния среды. Теперь мы рассмотрим явление дисперсии, и познакомимся с тем, как показатель преломления зависит от свойств самого света.
  

• 3 слайд

  Дисперсия экспериментально открыта Ньютоном, но теоретически объяснена много позже.
  В 1665-1667 г.г. в Англии свирепствовала чума. Ньютон уехал в родную деревню подальше от Лондона. Там, занимаясь усовершенствованием телескопов, он и проводил свои опыты, приведшие к открытию дисперсии. Через небольшое отверстие в ставнях в солнечный день в затемнённую комнату проникал яркий луч света. На пути луча помещалась треугольная хрустальная призма.
  

• 4 слайд

  Опыты И. Ньютона
  Первый опыт .
  Падая на призму, световой пучок преломлялся и давал на противоположной стене радужное изображение. Цвета были расположены строго по порядку от красного до фиолетового. Ученый назвал этот ряд спектром (от латинского «видимый»).
  
  Второй опыт
  На пути пучка, прошедшего через призму, помещалась вторая призма, повёрнутая на 180 ° относительно первой. При этом вышедший из второй призмы пучок становился белым.
  

• 5 слайд

  Цветовой диск Ньютона
  Диск разделен на секторы, соответствующие цветам видимого спектра. При вращении диска с высокой скоростью можно наблюдать, как эти цвета сливаются, образуя белый тон. Когда диск Ньютона вращается с высокой скоростью, то глаз не успевает замечать отдельные цвета, он их просто суммирует. Именно поэтому мы видим белый цвет на диске Ньютона.
  
  
  

• 6 слайд

  Выводы из опытов Ньютона
  
  1. Разложение белого света в цветной
  спектр означает, что белый( солнечный)
  свет имеет сложную структуру и
  представляет смесь различных лучей.
  
  2.Свет разных цветов характеризуется разными показателями преломления в определённой среде. Например, абсолютный показатель преломления для фиолетовых цветов больше, чем для красных.
  
  3. Зависимость показателя преломления
  света от его цвета Ньютон назвал дисперсией (от латинского слова dispersio — «рассеивание»).
  
  Однако Ньютон объяснить явление дисперсии не мог.
  
  

• 7 слайд

  Современное определение дисперсии
  
  Первое объяснение дисперсии было дано Дж. Максвеллом в середине 19 века. Сопоставляя скорость открытых им электромагнитных волн и скорость света, уже известную в то время, он предположил, что свет - частный случай электромагнитных волн. Каждому цвету соответствует своя частота. При переходе из среды в среду частота остаётся неизменной, меняется скорость и длина волны. Показатель преломления у волн разной частоты свой. Он увеличивается с ростом
  частоты и уменьшением
  длины волны.
  
  
  

• 8 слайд

  Связь показателя преломления со скоростью света
  Показатель преломления связан и с другой характеристикой света, с его скоростью. У света красного цвета частота самая маленькая, а скорость большая, у фиолетового-наоборот. При этом показатель преломления у красного цвета самый маленький, а у фиолетового- большой. Очевидна связь между частотой, скоростью и показателем преломления.
  В вакууме скорость всех волн одинакова.
  

• 9 слайд

  Разложение белого света в спектр происходит вследствие различной скорости прохождения волн разной частоты сквозь прозрачное вещество. В результате одни волны выходят из призмы раньше, другие - чуть позже, третьи - еще позже и так далее. Так и происходит разложение светового потока. Свет одной частоты называется монохроматическим.
  

• 10 слайд

  Современное определение дисперсии.
  Диспе́рсия све́та — это совокупность явлений, обусловленных зависимостью абсолютного показателя преломления вещества от частоты света, или, зависимость скорости света в веществе от частоты волны.
  
  
  Дальнейшее развитие теория дисперсии получила в работах Лоренца в конце XIX века. Более точная квантовая теория дисперсии появилась в первой половине прошлого столетия
  

• 11 слайд

  Некоторые примеры дисперсии.
  1.Радуга.
  2.Почему бриллиант так красиво переливается?
  3. Почему солнце на закате и на рассвете красного цвета?
  4.Почему небо голубое?
  5.Цвета тел.
  

• 12 слайд

  радуга
  
  Белый свет падает на каплю, преломляется, в результате дисперсии разделяется на волны разных цветов, затем разложенное в спектр излучение испытывает полное внутреннее отражение от задней
  полусферы капли, на обратном пути происходит его дальнейшая дисперсия, и, наконец, разложенный в спектр свет преломляется и выходит обратно через переднюю поверхность капли (Двойная радуга получается, если световой луч отражается от внутренней поверхности дождевых капель дважды. Первая радуга, внутренняя, всегда ярче второй, а цвета дуг на второй радуге расположены в зеркальном отражении и менее яркие. Более полную теорию радуги мы рассматривать не будем.
  
  

• 13 слайд

  ПОЧЕМУ БРИЛЛИАНТ ТАК КРАСИВО ПЕРЕЛИВАЕТСЯ
  
  Среди бесцветных минералов у алмаза самый высокий показатель преломления. Это означает, что при пересечении граней бриллианта световые лучи сильно меняют направление, переотражаясь внутри камня. Алмаз, кроме этого, обладает высокой дисперсией света, то есть лучи разного цвета преломляются в нем под существенно разными углами. В итоге бриллиант эффективно раскладывает белый свет на цветные составляющие, переливающиеся в гранях. В природе есть минералы с более высокими значениями коэффициента преломления и дисперсии, но они все окрашены, поэтому радужные эффекты в них малозаметны.
  
  
  АЛМАЗ ИЗ-ЗА БОЛЬШОГО ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ(2,42) ЭФФЕКТИВНО РАСКЛАДЫВАЕТ СВЕТ. В СТЕКЛЕ ИЗ-ЗА СЛАБОГО ПРЕЛОМЛЕНИЯ(1,6) МЕНЬШЕ ВНУТРЕННИХ ОТРАЖЕНИЙ
  

• 14 слайд

  Рассеяние света
  Рассеянием света называют отклонение световых лучей во все стороны от первоначального направления без изменения длины волны. Возникает, если свет распространяется в оптически неоднородной среде. При рассеянии свет отклоняется от своего прямого пути при столкновении с препятствием,(с пылью, молекулами газа или водяным паром.) Луч света перенаправляется в разных направлениях . И после взаимодействия с различными частицами он становится менее интенсивным, а значит, его хуже видно. Сильнее рассеивается коротковолновое излучение
  

• 15 слайд

  Почему небо голубое
  Поскольку интенсивнее рассеиваются световые волны высоких частот, то, испытывая многократное рассеивание, они начинают излучаться во всех направлениях. Доля синих лучей делается очень большой. И небо выглядит голубым. По сути, видимый нами голубой — результат смешения синего с фиолетовым и некоторыми другими цветами.
  В результате поглощения интенсивность рассеянного света при прохождении через атмосферу уменьшается из-за преобразования энергии волны в другие виды энергии
  

• 16 слайд

  Почему солнце на закате и на рассвете красного цвета.
  
  
  Спектр света, остающегося в пучке после того как испытавший рассеянье коротковолновый свет покинул пучок будет сдвинут к низким частотам. Белый цвет становится красноватым. Чем ближе солнце к линии горизонта, тем более длинный путь проходят в атмосфере световые лучи, прежде чем попадут к наблюдателю, тем в большей мере сдвигается их спектр. В результате заходящее (восходящее) солнце мы видим в красных тонах. Также объясняется, почему нижняя часть заходящего солнечного диска выглядит более красной, нежели его верхняя часть, почему Луна, планеты и яркие звезды кажутся окрашенными в красновато оранжевые тона, находясь вблизи горизонта.
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  

• 17 слайд

  Почему цвет опасности —красный
  Предупреждающие сигналы и знаки должны быть хорошо различимы, даже когда видимость окружающей среды низкая. Например, во время дождя или тумана. Значит, свет не должен сильно рассеиваться.
  
  Длина волны красного света составляет около 620-750 нм, это самая длинная во всем видимом электромагнитном спектре волна. Согласно теории, интенсивность рассеяния света возрастает с его частотой. Это значит, что волна меньшей частоты будет рассеиваться меньше всего. Соответственно, красный цвет идеальный кандидат - он входит в диапазон, видимый человеческому глазу, и подвержен наименьшему рассеиванию из-за длины волны.
  
  
  
  
  

• 18 слайд

• 19 слайд

  Цвета тел
  
  1.Цвет тела, являющегося самостоятельным источником света определяется его составом, строением, процессами, протекающими в этом теле.
  
  2. У тел, не являющихся самостоятельным источником, т.е. у непрозрачных тел, цвет определяется коэффициентами поглощения, отражения и пропускания. Цвет непрозрачного тела определяется смесью тех цветов, которые оно отражает
  
  
  3.Цвет прозрачного тела определяется составом того цвета, который проходит через него. Это используется в светофильтрах-цветных стёклах, пропускающих лучи одного цвета. Например, красный цветофильтр поглощает все цвета, кроме красного, зелёный- все, кроме зелёного и тд.
  
  

• 20 слайд

  Отраженный свет – это свет, идущий от поверхности неизлучающего объекта и содержащий информацию о нем, а не об источнике света. Именно благодаря отраженному свету мы видим предметы, которые его отражают. Он представляет собой разность, полученную при вычитании спектра поглощения объекта из спектра излучения светила. Белый цвет характеризует полное отражение падающего света, а черный – полное его поглощение.
  

• 21 слайд

  Качественные задачи
  1.Почему стоп сигнал делают красными а спасательные жилеты и "черные ящики" красят в оранжевый цвет?
  2. Рымкевич. №№1083 Какими будут казаться красные буквы, если их рассматривать через зелёное стекло?
  

• 22 слайд

  ответы
  1.Красный и оранжевый цвет имеют меньший коэффициент рассеивания. Следовательно, меньше рассеиваются. Поэтому их видно не только далеко, но и лучше в условиях плохой видимости, таких как туман и дым.
  2. № 1083:Буквы красные, значит отражают только красный цвет. Стекло зелёное. Значит, поглощает все цвета, кроме зелёного. И красный тоже. Поэтому буквы будут казаться чёрными на зелёном фоне.
  
  

• 23 слайд

  Экспериментальная задача
  В воду добавили немного молока и тщательно размешали. Если смотреть на световой пучок в аквариуме сбоку, он представляется голубоватым, а с выходного торца – красноватым. Объяснить явление.
  

• 24 слайд

  Решение
  Содержащиеся в молоке частички жира не растворяются в воде; они находятся во взвешенном состоянии и способствуют рассеянию света. Синий цвет рассеивается сильнее, чем красный; при прохождении белого светового пучка через рассеивающую среду. Из него рассеивается в основном «синий компонент», поэтому в выходящем из среды пучке начинает преобладать «красный компонент».
  

• 25 слайд

  задача1
  В некотором спектральном диапазоне угол преломления лучей на границе воздух — стекло уменьшается с увеличением частоты излучения. Ход лучей для трех основных цветов при падении белого света из воздуха на границу раздела показан на рисунке.
  
  Цифрам соответствуют цвета:
  
  1) 1 — красный, 2 — зёленый, 3 — синий
  
  2) 1 — красный, 2 — синий, 3 — зёленый
  
  3) 1 — зёленый, 2 — синий, 3 — красный
  
  4) 1 — синий, 2 — зёленый, 3 — красный
  
  

• 26 слайд

  Решение1
  Поскольку угол преломления падает с увеличением частоты излучения, а красный свет имеет самую маленькую частоту, получаем, что угол преломления для него максимален (3 — красный). Синий луч имеет самую большую частоту, а значит угол преломления для него минимален (1 — синий). Остаётся 2 — зелёный.
  
  Правильный ответ: 4.
  

• 27 слайд

  Задача2
  На плоскопараллельную стеклянную пластинку и стеклянную призму падает луч белого света.
  
  Дисперсия света в виде радужных полос на экране:
  1) будет наблюдаться только в случае А
  2) будет наблюдаться только в случае Б
  3) будет наблюдаться и в случае А, и в случае Б
  4) не будет наблюдаться ни в случае А, ни в случае Б
  

• 28 слайд

  Решение2
  
  Дисперсия-зависимость абсолютного показателя преломления вещества от частоты света. При нормальном падении белого света на границу раздела двух сред разложения в спектр не происходит, поскольку угол падения равен нулю. А вот при попадании света под углом отличным от нуля, волны разных длин волн преломляются по-разному, в результате чего можно наблюдать радужные полосы. Таким образом, радужные полосы на экране можно наблюдать только в опыте Б.
  
  
  
  Правильный ответ: 2
  

• 29 слайд

  задача3
  На плоскопараллельную стеклянную пластинку и стеклянную призму падает луч белого света.
  
  Дисперсия света в виде радужных полос на экране
  
  1) будет наблюдаться только в случае А
  2) будет наблюдаться только в случае Б
  3) будет наблюдаться и в случае А, и в случае Б
  4) не будет наблюдаться ни в случае А, ни в случае Б
  

• 30 слайд

  решение3
  радужные полосы на экране можно наблюдать и в опыте А, и в опыте Б. При этом в опыте Б получится расходящийся пучок цветных лучей, а в опыте А получится пучок параллельных цветных лучей, плоскопараллельная пластина сместит лучи разных длин волн на разное расстояние.
  

• 31 слайд

  задача4
  Дисперсией света объясняется:
  А. фиолетовый цвет обложки книги.
  Б. фиолетовый цвет белого листа из тетради, если его рассматривать через цветное стекло.
  
  
  1) только А
  2) только Б
  3) и А, и Б
  4) ни А, ни Б
  

• 32 слайд

  решение4
  Дисперсией называется зависимость абсолютного показателя преломления вещества от частоты света.
  
  Объекты, которые сами не излучают видимый свет, мы видим в отражённом свете. Фиолетовый цвет обложки книги объясняется тем, что из всего спектра видимого света, отражается преимущественно фиолетовый, все остальные цвета поглощаются. Фиолетовое цветное стекло пропускает через себя только свет фиолетового цвета, волны других частот поглощаются. Оба утверждения ошибочны.
  
  Правильный ответ: 4
  

• 33 слайд

  задача5
  Дисперсия проявляется в следующих явлениях:
  
  А) изменение видимого цвета белой ткани при разглядывании её через цветное стекло;
  Б) образование радуги при прохождении света через мелкие капли воды.
  Верны утверждения:
  1) только А
  2) только Б
  3) и А, и Б
  4) ни А, ни Б
  

• 34 слайд

  Решение 5
  Дисперсией называется зависимость абсолютного показателя преломления вещества от частоты света.
  
  Цветное стекло пропускает через себя только свет соответствующего цвета, волны других частот поглощаются. Утверждение А ошибочно.
  Образование радуги действительно объясняется явлением дисперсии. Белый свет разлагается в спектр при прохождении через капли воды из-за различия в показателях преломления для разных частот.
  Таким образом, верно только утверждение Б.
  
  Правильный ответ: 2
  

• 35 слайд

  Задача 6
  Дисперсией света объясняется:
  
  А. возникновение окраски подвесок люстры из бесцветного хрусталя в зависимости от точки наблюдения.
  Б. цвет подвесок люстры, изготовленных из окрашенного стекла.
  
  Верны утверждения:
  1) только А
  2) только Б
  3) и А, и Б
  4) ни А, ни Б
  

• 36 слайд

  Решение 6
  Дисперсией называется зависимость абсолютного показателя преломления вещества от частоты (или длины волны) света.
  
  Цветное стекло пропускает через себя только свет соответствующего цвета, волны других частот поглощаются. Утверждение Б ошибочно.
  
  Возникновение окраски подвесок люстры из бесцветного хрусталя в зависимости от точки наблюдения объясняется явлением дисперсии. Подвески представляют собой призмы. Белый свет разлагается в спектр при прохождении через них из-за различия в показателях преломления для разных частот. В зависимости от угла наблюдения в глаз попадают лучи из разных участков спектра. Этим и определяются радужные переливы.
  
  
  
  Таким образом, верно только утверждение А.
  

• 37 слайд

  Расчётные задачи
  1.№1078, 1079 1080, 1082(Рымкевич)
  
  

• 38 слайд

  литература
  1. https://www.easyphysics.in.ua/category/11class/optics/wave_optics/dispersion/
  2. https://www.easyphysics.in.ua/category/11class/optics/wave_optics/dispersion
  3. http://optika8.narod.ru/fakultativ3.htm
  4. http://www.vokrugsveta.ru/quiz/296230/