Дисперсия света (разложение света) – экспериментально открыта Исааком Ньютоном в 1672 году. Ньютон заметил радужную окраску вокруг звезд, которая видна при наблюдении в телескоп. Это наблюдение сподвигло его поставить опыт и создать новый прибор - спектроскоп. Ньютон направил пучок света на призму. Для получения более насыщенной полосы круглое отверстие было заменено на щелевое.
Дисперсия света (разложение света) — это совокупность явлений, обусловленных зависимостью абсолютного показателя преломления вещества от частоты (или длины волны) света (частотная дисперсия), или, то же самое, зависимостью фазовой скорости света в веществе от частоты (или длины волны).
Дисперсией является различие фазовых скоростей распространения лучей света c различной длиной волны в прозрачном веществе — оптической среде. Белый свет, проходя через стеклянную призму разлагается на спектр. Полученный спектр называют дисперсионным.
В наше время в телескопах используют сложные приборы, называемые спектрографом. Их устанавливают за фокусом объектива телескопа. Раньше во всех спектрографах для разложения света использовали призмы, но теперь призмы заменили на дифракционную решетку, которая так же разлагает белый свет в спектр. Данный спектр называют дифракционным спектром.
Самым простейшим и распространённым примером отражательных дифракционных решёток в быту является компакт диск. На его поверхности есть дорожка в виде спирали с шагом 1,6 мкм между витками. Примерно треть ширины (0,5 мкм) этой дорожки занята углублением (это записанные данные), рассеивающим падающий на него свет, примерно две трети (1,1 мкм) — нетронутая подложка, отражающая свет. Таким образом, компакт-диск — отражательная дифракционная решётка с периодом 1,6 мкм.
Спектральный анализ
Метод спектрального анализа дает разнообразные сведения о небесных светилах. Для спектрального анализа необходим свет, анализируя который можно узнать химический состав светила, его температуру, наличие и напряженность магнитного поля, скорость движения по лучу зрения и т. д. Анализ спектров, применяемый в астрофизике является основным методом изучения астрономических объектов.
Спектральный анализ – метод определения химического состава вещества по его спектру.
Виды спектров
Линейчатый спектр излучения. Если внести в бледное пламя газовой горелки кусочек асбеста, смоченный раствором обыкновенной поваренной соли, то при наблюдении пламени в спектроскоп видно, как на фоне едва различимого непрерывного спектра пламени вспыхнет яркая желтая линия. Эту желтую линию дают пары натрия, которые образуются при расщеплении молекул поваренной соли в пламени. Линейчатые спектры дают все вещества в газообразном атомарном (но не молекулярном) состоянии (газы и пары).
Непрерывный спектр. Непрерывная последовательность цветов, переходящих один в другой, возникающая при разложении света за счет преломления в призме является непрерывным спектром. Непрерывные спектры дают раскаленные твердые тела, жидкости или плотные газы. Спектр звезды состоит из непрерывного спектра, пересеченного линиями поглощения.
Линейчатый спектр поглощения. На фоне непрерывного спектра можно наблюдать темные линии поглощения. Излучение более горячего тела, с непрерывным спектром проходя через разреженную холодную среду, образует линии поглощения. Первые наблюдения линейчатых спектров поглощения в спектре Солнца проделал Волластон в 1802 году. Но он не смог дать им объяснения. Позже эти линии были названы «фраунгоферовыми» в честь немецкого физика, которому в 1814 году удалось объяснить их появление.
Полосатые спектры. спектры, состоящие из отдельных полос, характерные для спектров испускания и поглощения молекул. Молекулярные спектры, оптические спектры испускания и поглощения, а также комбинационного рассеяния света, принадлежащие свободным или слабо связанным между собой молекулам. Молекулярные спектры имеют сложную структуру. Типичные молекулярные спектры — полосатые, они наблюдаются в испускании и поглощении и в комбинационном рассеянии в виде совокупности более или менее узких полос в ультрафиолетовой, видимой и близкой инфракрасной областях, распадающихся при достаточной разрешающей силе применяемых спектральных приборов на совокупность тесно расположенных линий. Конкретная структура молекулярных спектров различна для различных молекул и, вообще говоря, усложняется с увеличением числа атомов в молекуле. Для весьма сложных молекул видимые и ультрафиолетовые спектры состоят из немногих широких сплошных полос; спектры таких молекул сходны между собой.
Открытие гелия
18 августа 1868 года во время полного солнечного затмения французский учёный Пьер Жансен в индийском городе Гунтур, впервые исследовал хромосферу Солнца. В момент наблюдения ему удалось настроить свой спектроскоп так, что было возможно наблюдать корону солнца не только в моменты затмения, но и в обычные дни. Последующие наблюдения выявили наряду с линиями водорода (синей, зелено-голубой и красной) яркую жёлтую линию с длиной волны 588 нм (более точно — 587,56 нм). Изначально Жассен и наблюдавшие вместе с ним астрономы приняли ее за линию D натрия. Но впоследствии удалось установить, что данная ярко – желтая линия не совпадает с линией натрия и не принадлежит ни одному из ранее известных химических элементов. 20 октября 1868 года Норман Локьер не зная об открытии Пьера Жансена при проведении исследования солнечного спектра, обнаружил неизвестную жёлтую линию. Через два года Локьер в сотрудничестве с английским химиком Эдуардом Франклендом с которым он работал, предложил дать новому элементу название «гелий» (от древне греческого гелиос — «солнце»). Позже гелий был обнаружен на Земле.
Дисперсия света (разложение света) – экспериментально открыта Исааком Ньютоном в 1672 году. Ньютон заметил радужную окраску вокруг звезд, которая видна при наблюдении в телескоп. Это наблюдение сподвигло его поставить опыт и создать новый прибор - спектроскоп. Ньютон направил пучок света на призму. Для получения более насыщенной полосы круглое отверстие было заменено на щелевое.
В наше время в телескопах используют сложные приборы, называемые спектрографом. Их устанавливают за фокусом объектива телескопа. Раньше во всех спектрографах для разложения света использовали призмы, но теперь призмы заменили на дифракционную решетку, которая так же разлагает белый свет в спектр. Данный спектр называют дифракционным спектром.
Метод спектрального анализа дает разнообразные сведения о небесных светилах. Для спектрального анализа необходим свет, анализируя который можно узнать химический состав светила, его температуру, наличие и напряженность магнитного поля, скорость движения по лучу зрения и т. д. Анализ спектров, применяемый в астрофизике является основным методом изучения астрономических объектов.
18 августа 1868 года во время полного солнечного затмения французский учёный Пьер Жансен в индийском городе Гунтур, впервые исследовал хромосферу Солнца. В момент наблюдения ему удалось настроить свой спектроскоп так, что было возможно наблюдать корону солнца не только в моменты затмения, но и в обычные дни. Последующие наблюдения выявили наряду с линиями водорода (синей, зелено-голубой и красной) яркую жёлтую линию с длиной волны 588 нм (более точно — 587,56 нм). Изначально Жассен и наблюдавшие вместе с ним астрономы приняли ее за линию D натрия. Но впоследствии удалось установить, что данная ярко – желтая линия не совпадает с линией натрия и не принадлежит ни одному из ранее известных химических элементов. 20 октября 1868 года Норман Локьер не зная об открытии Пьера Жансена при проведении исследования солнечного спектра, обнаружил неизвестную жёлтую линию. Через два года Локьер в сотрудничестве с английским химиком Эдуардом Франклендом с которым он работал, предложил дать новому элементу название «гелий» (от древне греческого гелиос — «солнце»). Позже гелий был обнаружен на Земле.