Чем отличается призматический спектр от дифракционного кратко
Обновлено: 04.07.2024
Для дифракционного спектра возможно наложение спектров разных порядков друг на друга. Для призматического спектра понятие порядка отсутствует - он всегда один.
Значит, что получается для дифракционной решётки: свет определённой длины волны может отражаться от неё под НЕСКОЛЬКИМИ углами, для которых выполняется условие дифракции d (sin a + sin b) = ml. m - это и есть порядок спектра, a, b - углы паающего и отражённого луча к нормали, d - шаг решётки. Так что под одним и тем же укглом может отразиться свет РАЗНОЙ длины волны. Для призмы угол преломления ОДНОЗНАЧНО связан с геометрией призмы и свойствами материала, наложение цветов там невозможно.
Для начала, следует определить, что из себя представляет каждый спектр, если вы не знакомы со школьным курсом физики, то эта небольшая статья поможет ненадолго почувствовать себя в роли физика.
Дифракционный — вид спектра, когда тот образуется, после прохождения света сквозь дифракционную решетку. При этом, огромное значение имеет сам размер решеток. Чем они меньше, тем существеннее происходит преломление света, в итоге, дифракционный спектр становится ощутимо заметнее.
Призматический, он же дисперсионный спектр, это вид спектра который получаемый в ходе преломлении света радугой, то есть призмой. При этом может существовать лишь единственная цветовая картина. Для простоты понимания, надо всего лишь представить, что дифракция это своеобразное проникновение, а дисперсия в свою очередь, огибание. Осталось только понять, что такое спектр. В публичном понимании, это всего лишь цветная картина, получаемая разложением белого света.
Способы получения и другие отличия
На словах все легко, сразу и не понять, чем же два спектра различаются друг от друга. Многими принято считать что дифракционный и призматические спектры практически ни чем не отличаются, кроме как способом получения, однако это глубокое заблуждение, так как на деле, количество отличий и не получится даже сложить на пальцах.
Да, в первую очередь, как уже говорилось, это способ получения, дифракционный спектр можно получить в результате контакта света, и вышесказанной, дифракционной решетки, таким образом, наблюдается спектр света, падающий непременно на решетку. Призматический (дисперсионный) в свою очередь, получается путем прохождения лучей через призму.
Оба спектра распространяются по разному, например, дифракционный равномерно по всем направлениям, в то время как призматический, растягивается исключительно в фиолетовом сегменте, и сжимается в красном, при этом распространяюсь с красного к фиолетовому.
Так же, уместным отличием спектров, является степень разряженности, отклонение лучей (красных и фиолетовых) а также степень растяжения спектра, относительно данных лучей.
Как уже говорилось, в призматическом спектре, может существовать лишь одна единственная цветовая картина, в то время как в дифракционном их может быть несколько, это одно из главных отличий, которому в старших классах школы, на уроках физики, обучают в первую очередь.
Растяжение так же играет большую роль в отличии двух спектров, так как дифракционный растянут непременно к стороне длинноволновых, а призматический к стороне коротковолновых лучей. При этом, в первом спектре, характеризуется неравномерное растяжение, а то время как во втором, частично равномерное.
Порядок спектра, это еще одно отличие, ведь при дифракции, можно наблюдать не два, и не три, порядков спектра. А при дисперсии, всего лишь одну.
Как отличить спектры?
Да, на взгляд сложно определить, где дифракционный, а где призматический спектр. Ведь на деле мы получаем практически идентичную картину, в форме цветных полос. Но и тут их можно различить, при дифракции данные полосы получаются темного и светлого оттенка, а если источником служит монохромный свет, то и вовсе в виде цветов, как например при призматическом спектре, который напрочь состоит из цветов радуги.
Применение и примеры
Намного хуже обстоят дела у призматического спектра, человечество не нашло им достойного применения, ну разве что в искусстве, однако ее нашла природа.
Самым ярким примером служит закат, как результат, разложение света в недрах земной атмосферы и удивительно приятная картина. Еще не менее важным примером, конечно же можно привести радугу, о чем уже и была речь. Это не единственные моменты, когда можно заметить дисперсию, всегда есть возможность наблюдать радужные эффектны, когда свет проходит через прозрачные материалы, будь то хоть стеклянный бокал, или грань бриллианта.
Держа в руках алмаз, можно увидеть все прелести призматического спектра. Как результат, довольно частое использование дисперсии в искусстве. Так же, очень часто можно наблюдать разложение спектра, на разных открытках, наклейках, магнитах и т.д. Когда при наклонении головы, из одного изображения получается второе. Конечно это не все способы использования данного спектра, так как пределу использования дисперсии нет, и дальше это чистое воображение и креативность.
Дисперсия света происходит при прохождении света через щель, при этом белый свет расщепляется на составляющии цвета на краю щели. А так как у щели два края левый и правый край - то и спектров получается два - слева от центра и справа от центра.
При этом возникает несколько максимумов - первый сильнее, второй слабее, третий еще слабее и тд. И обе картинки зеркально отражены.
Дисперсия света происходит и в призмах или каплях воды(радуга) Но тут возникает только один спектр.
Правда иногда в природе возникает тоже двойная радуга - но не как не три радуги и тоже в зеркальном отражении.
А почему две радуги получаются в зеркальном отображении? Правилно - потому что у капелек дождя две преломляющих поверхности - верхняя и нижняя - потому и радуги перевернуты.
Это чудо природы - увидет две радуги сразу. Присмотритесь - верхняя радуга слабее и цвета перевернуты.
Разложение белого света в спектр обуславливается зависимостью углового отклонения лучей различных цветов (длин волн) от длины волны. В подавляющем большинстве призм наблюдается нормальная дисперсия - красные лучи отклоняются слабее, чем зелёные, а зелёные слабее, чем синие. (В случае аномальной дисперсии - наоборот). При дифракции же (не в подавляющем большинстве, а всегда) красные лучи отклоняются сильнее всего, затем зелёные, затем синие.
Радиан является единицей измерения плоских углов в Международной системе единиц. Он используется в таких науках, как физика и математика. Радиан - угловая единица дуги, длина которой равна ее радиусу.На самом деле обозначение радиан часто опускается потому, что это величина безразмерная и она может достигать огромных величин. Правильно обозначается радиан в математике и физике, как Ra. Это получается из-за того что длина дуги окружности пропорциональна ее угловой мере и радиусу.
Понятие дисперсии относится к разным научным дисциплинам. Хотелось бы знать в какой именно.
Но, думаю, что Вы имели ввиду всё-таки дисперсию электромагнитных волн. Открыт этот эффект был Исааком Ньютоном при наблюдении расщепления видимого белого света (он является смесью всех электромагнитных волн видимого человеческим глазом диапазона) с помощью стеклянной призмы на составляющие цвета или спектр(каждый цвет видимого диапазона имеет свою длину волны). Объясняется этот эффект тем, что на границе двух разных прозрачных сред (например воздух и стекло) волны разной длинны имеют разные углы переломления. Соответственно на выходе призмы видимый свет разобьётся на составляющие, а мы увидим спектр видимого света. В природе такой эффект может возникнуть когда свет проходит сквозь капельки воды в атмосфере (например после не сильного дождя, когда некое количество водных капель не набрали необходимой массы и, как бы, зависли в воздухе). Люди эту природную дисперсию света называют радугой.
Общепринятая теория отвечает на данный вопрос вкратце так.
При взаимодействие с веществом (с другими частицами) фотон ведет себя как частица, а при распространении и взаимодействии с другими волнами - как волна.
Например, при распространении и взаимодействии с другими точно такими же фотонами наблюдаются такие явления как интерференция, дифракция и поляризация, то есть чисто волновые явления.
А при взаимодействии с веществом (например с металлами) фотон ведет себя как частица (явление фотоэффекта). Точно также ведет себя как частица фотон, при излучении веществом (излучении абсолютно черного тела). Можно считать фотона частицей и при поглощении (например спектры поглощения).
В общем все это называется корпускулярно -волновым дуализмом и это характерно не только для фотонов, но и электронов и других элементарных частиц.
А что, понимание современной физики возможно без изучения законов Ньютона? Химия преподается еще более отсталая, ну и что? Нельзя же призывать пользоваться калькулятором, не изучив прежде таблицу умножения. Да коли на то пошло, среднему школьнику никогда не понять закономерностей квантовой механики или теории относительности, слишком уж они противоречат обыденным понятиям. Т.ч. это можно оставить для высшей школы и самых одаренных. А в школе быстренько рассказать как о забавных курьезах, делая упор-таки на законы Ньютона, без понимания которых даже быт становится очень осложненным и непонятным.
Да, знание семи основных единиц физических величин в СИ: длина (м), масса (кг), время (с), сила электрического тока (А), температура по шкале Кельвина (термодинамическая температура) (К), количество вещества (моль), сила света (кд) поможет вывести многие физические формулы, определяющие другие (производные) величины. Например, скорость движения (м/с) или электрический заряд (Кл = А*с) и так далее. Особенно такой метод (метод размерностей) помогает при решении задач, точнее при проверке решения. Но все же я бы посоветовал запоминать формулы, а не выводить их каждый раз. Основных формул в физике не так много и они автоматически запоминаются при решении задач. Тренируйтесь в решении задач и тогда у вас проблем не будет и запоминанием формул. Удачи!
Читайте также: