Дисперсия света

Диспе́рсия све́та (разложение света) — это явление зависимости абсолютного показателя преломления вещества от длины волны света (частотная дисперсия), а также, от координаты (пространственная дисперсия), или, что то же самое, зависимость фазовой скорости света в веществе от длины волны (или частоты). Экспериментально открыта Ньютоном около 1672 года, хотя теоретически достаточно хорошо объяснена значительно позднее.

Один из самых наглядных  примеров дисперсии — разложение белого света при прохождении  его через призму (опыт Ньютона). Сущностью явления дисперсии  является неодинаковая скорость распространения  лучей света c различной длиной волны  в прозрачном веществе — оптической среде (тогда как в вакууме  скорость света всегда одинакова, независимо от длины волны и следовательно цвета). Обычно чем больше частота волны, тем больше показатель преломления среды и меньше ее скорость света в ней:

у красного цвета максимальная скорость в среде и минимальная  степень преломления,

у фиолетового цвета минимальная  скорость света в среде и максимальная степень преломления.

Однако в некоторых  веществах (например в парах иода) наблюдается эффект аномальной дисперсии, при котором синие лучи преломляются меньше, чем красные, а другие лучи поглощаются веществом и от наблюдения ускользают. Говоря строже, аномальная дисперсия широко распространена, например, она наблюдается практически у всех газов на частотах вблизи линий поглощения, однако у паров иода она достаточно удобна для наблюдения в оптическом диапазоне, где они очень сильно поглощают свет.

Дисперсия света позволила  впервые вполне убедительно показать составную природу белого света.

Дисперсией объясняется  факт появления радуги после дождя (точнее тот факт, что радуга разноцветная, а не белая).

Дисперсия является причиной хроматической аберрации — одного из тщательно устраняемых недостатков (аберраций) оптических систем, в том  числе фотографических и видео-объективов.

Коши пришел к формуле, выражающей зависимость показателя преломления от длины волны:

n = a + b / L2 + c / L4 + …,

где:

L — длина волны в  вакууме; 

a, b, c, … — постоянные, значения которых для каждого вещества должны быть определены в опыте. В большинстве случаев можно ограничиться двумя первыми членами формулы Коши.

 Дисперсия света в  искусстве

Из-за дисперсии можно  наблюдать разные цвета света.Радуга, чьи цвета обусловлены дисперсией, — один из ключевых образов культуры и искусства.

Благодаря дисперсии света, можно наблюдать цветную «игру  света» на гранях бриллианта и других прозрачных гранёных материалов.