МОУ Алексеевска средно училище
Работна тема
"Разпръскване на светлина, цвят и човек"
Вид работа - проблемно-реферат
Учител по физика 1 квалификационна категория
Всичкили Георгиевич Стеколников
2010 година
Въведение …………………………………………………………………… .. 3
1. Дисперсия на светлината …………………………………………………………… 4
2. Малко от историята на цвета ………………………………………… .5
3. Влияние на цвета върху човек ………………………………………… .7
4. Какъв цвят е характерът ти? ................................................................ ............осем
5. Цвят и звук ……………………………………………………… ..9
6. Терапевтичен ефект на цвета ……………………………………… ..11
7. Кръвна група и цвят ……………………………………………………… 12
8. Цвят на превозното средство и пътни произшествия …………………………………………………………………………………………………………… 13
класни стаи …………………………………………………………………… .14
10. Заключение …………………………………………………………………… 15
11. Списък на използваната литература …………………………… .. 16
Въведение
В тази работа са поставени следните задачи:
За разкриване Интересни фактиза това как цветът влияе на характера на човек, какъв терапевтичен ефект има цветът, каква е връзката между цвят и звук, на пръв поглед фантастични перспективи за „цветно звучене“ на пространството, каква е връзката между кръвната група и цвета на човека, каква е интересна връзка съществува между човека и цвета. Фактите за съществуването на биополето на човек и всеки обект, тяхното взаимно влияние един върху друг са леко засегнати. Факт е и за умелото използване от големите художници и композитори на влиянието на цветовото оформление на картини и произведения за по-доброто им възприемане от човек на подсъзнателно ниво чрез цвета.
Покажете влиянието на цветовото оформление на класни стаи, училищни коридори, спортни зали и работилници върху успешното учене на учениците, върху тяхното психическо състояние и в зависимост от това върху тяхното здраве.
1. Светлинна дисперсия
Подобрявайки телескопите, Нютон обърна внимание на факта, че изображението, дадено от лещата, е оцветено по краищата. Той се интересува от това и е първият, който „изследва разнообразието от светлинни лъчи и произтичащите от това цветни особености, за които никой дори не е подозирал преди“ (думи от надписа на надгробната плоча на Нютон). Преливащият цвят на изображението, произведено от обектива, се наблюдаваше, разбира се, преди него. Наблюдавано е също, че преливащи се обекти имат обекти, гледани през призма.Лъч от светлинни лъчи, преминаващи през призма, е оцветен по краищата.
https://pandia.ru/text/78/320/images/image002_36.jpg "width =" 124 "height =" 112 "> 
I. Нютон () Експериментът на Нютон Светлинна дисперсия
Основният опит на Нютон беше гениално прост. Той се досетил да насочи светлинен лъч с малко напречно сечение към призмата. Слънчев лъч премина в затъмнената стая през малка дупка в стената. Падайки върху стъклена призма, тя се пречупи и даде удължено изображение на отсрещната стена с преливащо редуване на цветове. Следвайки вековната традиция, според която се смятало, че дъгата се състои от 7 цвята, Нютон идентифицира и 7 цвята: лилаво, синьо, синьо, зелено, жълто, оранжево, червено. Нютон нарече самата лента на дъгата спектър.
https://pandia.ru/text/78/320/images/image005_27.jpg "align =" left "width =" 150 "height =" 100 src = "> 
Видове спектри
Важно заключение, до което Нютон стига, е формулиран от него в трактата си по оптика по следния начин: „Светлинните лъчи, които се различават по цвят, се различават по степента на пречупване“. Виолетовите лъчи са най-силно пречупени, червените по-малко от другите. Нютон нарече зависимостта на коефициента на пречупване на светлината от нейната цветова дисперсия.
2. Малко история на цветовете
В Англия имаше такъв случай. Жителите на къщи, разположени отсреща, се оплакват от съседа си в съда. Факт е, че силният канарски цвят, в който англичанинът боядиса фасадата на къщата си, и черните рамки предизвикаха местни жители главоболие... По разпореждане на съда собственикът на светлото имение беше принуден да го пребоядиса.
Обадете се на "href =" / text / category / koll / "rel =" bookmark "> Колегите на руските текстилни фабрики през 90-те години произвеждат предимно тъкани от три мрачни цвята; сиво, кафяво и черно. Според психолозите, такава цветова схема Комплексът цветовете на мъртвата есен, миналогодишните листа и увяхването, които са се влюбили в руснаците след перестройката, психолозите наричат мръсни, гнили и нездравословни.
Развитието на цвета е свързано със 100-годишен цикъл, казва Светлана Жученкова, кандидат на науките, един от първите руски учени по цвят, преподавател в Московската текстилна академия. Краят на века обикновено се свързва със сложни цветове; люляк, блатно зелено, сиво-синьо, както и бледи и нежни цветове. Прости цветове; бяло, черно, червено и жълто са по-характерни за началото на века.
В същото време човек не може да не се съобразява национална психология... Така че, например, ако в Америка човек отиде да си намери работа в кафяв костюм, тогава е малко вероятно да получи тази работа. Французите предпочитат остри тонове и обичат контрастите, италианците предпочитат по-меките цветове. Азия гравитира към жълто, синьо и малко вулгарно, червено, балтите - към зелено и кафяво. Москва се отличава с пъстра си гама, а Санкт Петербург - "естетически".
https://pandia.ru/text/78/320/images/image009_25.jpg "width =" 109 "height =" 150 ">
По едно време Сталин, по примера на Наполеон, създаде претенциозен и помпозен цветен стилза да увековечи великолепието на своите победи в архитектурата и живописта, той поиска да се изградят портали и арки във величествения стил на Наполеон, демонстрирайки собственото си величие с външния вид на страната. Лидерът на народите се отнасяше към цветовата схема по-строго. От 160 цветя, всяко от които имаше собствено име в царска Русия, само няколко десетки са оцелели. Постреволюционните цветове в историята на руското цветознание като жанр като цяло липсват. V Сталин епохаимаше ограничени цветове. През 40-50-те години страната беше облечена в стоманено-сиви и зелени тонове, през 60-те години бяха използвани цветовете на увеличаващата се производителност на труда. През 70-те години са разработени флуоресцентни багрила. Според някои доклади почти всички разработчици на тези отровни цветя са починали от рак.
https://pandia.ru/text/78/320/images/image011_20.jpg "align =" left "width =" 106 "height =" 136 src = "> 
3. Влияние на цвета върху човек.
Има странна и трудна връзка между човека и цвета. Според учените цветът не е просто елемент от естетиката и културата, а по-скоро сложна психическа субстанция, която демонстрира настроението на човек, неговото състояние душевно здравеи дори способен да му повлияе.
https://pandia.ru/text/78/320/images/image014_16.jpg "width =" 276 "height =" 360 src = ">
червен цвятактивира мускулната сила. Психолозите казват, че ако щангистът носи червени очила, той ще "поеме" повече тежест, отколкото без тях. В същото време, заобиколен от "червено", човек ще се опита да излезе от него по-бързо. Червените телефонни кабини бяха предназначени за голям трафик. Децата почти също реагират на този цвят. Дете, което спи с лице към стена с червен тапет, е по-раздразнително и неспокойно.
Лилавоможе да замени халюциногена за наркозависими. Ако човек бъде поставен в стая, където всичко: таван, под, стени, прозорци и врати е боядисано в лилаво, тогава той ще започне халюцинации.
Син цвятнасърчава мисълта, успокоява и облекчава кръвното налягане.
Синприспособява се към меланхолия.
бял цвят създава усещане за нереалност.
Черен цвятнай-сложният, от една страна, мистичен, символизиращ отдаденост на нещо недостъпно за другите, от друга страна - официално.
Влияние върху човек |
|
Дразни, възбужда |
|
Лилаво | Предизвиква халюцинации |
Успокоява, понижава кръвното налягане |
|
Настройва се към меланхолия |
|
Създава усещане за нереалност |
|
Мистично |
4. Какъв цвят е вашият характер?
Психолозите казват, че характерът на човек може да се определи от неговите цветови вкусове. Впрочем до тези изводи стигна швейцарският учен М. Лумар. Той вярва, че ако харесвате червения цвят, тогава основните ви черти са силната воля, бързото вземане на решения. Предпочитанието към жълто показва, че сте оптимист и идеалист. Харесвате всичко ново, неочаквано, необичайно и сензационно.
Ако харесвате оранжевия цвят, тогава сте склонни лесно да възприемате успеха и провала, имате достатъчно воля за вземане на решения. Силни сте физически и психически.
ако обичаш зелен цвяттогава вие сте самоуверен и критичен човек. Ти си солиден, консервативен, знаеш си цената. Вие сте почти перфектни в семейния живот.
Ако сте привлечени от синьото или син цвят, то вие сте човек със слаб характер, емоционален и добродушен, с богат вътрешен живот.
Ако харесвате лилаво, значи сте по-скоро интуиционист, отколкото логик.
Основни черти на характера |
|
Силна воля, решителност |
|
Оптимист, идеалист |
|
оранжево | Вие силен характер |
Вие сте самоуверени, консервативни, идеални в семейния живот. |
|
Слаб, емоционален, добродушен |
|
Лилаво | Вие сте интуиционист, отколкото логик |
5. Цвят и звук
Връзката между цвят и звук е най-ясно изразена във феномена цветна музика. Цветовата музика беше близка до композитора, който предпочиташе да създава произведенията си в тон, специфичен за даден цвят. Цветната музика беше един от основните елементи в много от картините на художника. За първи път композиторът успява да реализира мащабно колоритно-музикално въздействие в симфоничната поема Прометей (Поема на огъня, 1910).
Картините на Рьорих:
https://pandia.ru/text/78/320/images/image016_19.jpg "width =" 128 "height =" 128 "> 
Човешко възприятие музикални произведенияедновременно с определена цветова гама от светлина, това значително влияе върху впечатлението от използването на тези произведения. Предимно защото чувствителността на окото и ухото са взаимосвързани. По този начин чувствителността на окото към зелено-сините лъчи от видимия спектър под въздействието на звуци и шумове забележимо се увеличава и намалява до оранжево-червени; чувствителността на нашите слухови апарати намалява с увеличаване на интензитета на светлината. Повлиява се и от факта, че най-бързо човек възприема обекти с червен цвят и най-бавно от всички обекти с виолетов цвят. И тъй като светът в цветовете винаги се възприема от човек по-рязко и по-дълбоко от сив фон, авторът на музиката има възможността да използва особеностите на човешкото цветно зрение, за да засили въздействието на музиката върху него.
Лекарите отдавна са установили, че голямата музика ускорява отделянето на храносмилателни сокове в организма, има вълнуващ ефект върху човешкото тяло, ускорява основно ритъма на дишане и сърдечен ритъм. Ефектът му се засилва, ако се използва при боядисването на стаи и предмети в оранжево-червени тонове. Мелодичната музика кара човек да забави дишането си; Музикотерапията се основава на възприемането на тихи звуци, които не възбуждат безпокойство у човека. Ефективността му се повишава, ако се провежда в помещение, където преобладават синьо-зелените цветови тонове.
Това не е случайно. V психологическичервените цветове вълнуват и предупреждават човек - това е цветът на огъня и кръвта, а в исторически развитите човешки идеи те служат като предвестници на неприятности. Синьо-зелените тонове са цветовете на свежата растителност и чистото небе; обикновено не са опасни. По този начин цветът влияе върху психофизиологичното състояние на човек, неговото възприемане на различни явления, включително музика.
Наблюдава се и обратният процес. Повечето хора, които обичат музиката, при сравняване на мажорни и минорни мелодии имат усещане за светотен, тъй като мажорът се отъждествява със „светлия” режим, а минорът – с „тъмния”. Това се случва например при възприемане на картината на зората в увода на операта „Хованщина” и картината на нощното небе в увода към операта „Нощта преди Коледа” от Корсаков.
https://pandia.ru/text/78/320/images/image019_14.jpg "width =" 150 "height =" 112 ">
В допълнение към "многоцветността", придружаваща звука на музиката, нейният обхват на влияние може да бъде разширен чрез използването в оркестри на музикални инструменти със специален звуков спектър - и двата стари, но не широко използвани (например изобретения теренмен), и нови.
https://pandia.ru/text/78/320/images/image021_13.jpg "width =" 143 "height =" 107 ">
В този случай е възможен такъв фантастичен начин: да създадете специален музикален инструменти музика с изключително звучене чрез транскодиране на излъчването с техните богати и оригинални цветове в звуковия спектър. Въпреки привидно утопичния характер на идеята, подобна работа е извършена от служителите на Парижката астрономическа обсерватория, които с помощта на електроакустична технология преобразуват светлината на отделни звезди в звукови честоти. В резултат на това небосклонът „говори“ на хората на езика на звуците. Дори Питагор мечтаеше за възприемането на "музиката на небесните сфери". Сега мечтата му се сбъдна, но по различен начин, отколкото е очаквал (не за сметка на механично движение небесни телав техните орбити).
6. Лечебният ефект на цвета
Отдавна е доказано, че всеки човек има свое собствено биополе. Но както се потвърждава от спец Научно изследване, наличието на биополе е характерно и за произведенията на изкуството; картини, скулптури. Освен това по време на експеримента беше възможно да се докаже, че чрез това биополе те могат да повлияят на нашето здраве в някои случаи по-силно от лекарствата. Избор на произведението и цветовеможете да нормализирате кръвното налягане, да се успокоите нервна система, намаляване на болката, облекчаване на стреса. С редовно лечение произведения на изкуствотомаркирани хубави резултатис неврози, заболявания на сърцето, черния дроб, щитовидната жлеза, жлъчния мехур и червата. Освен това човек получава силен психоемоционален импулс, който допринася за цялостното здраве на тялото.
https://pandia.ru/text/78/320/images/image024_11.jpg "width =" 92 "height =" 180 ">
Терапевтичният ефект на цвета е свързан с влиянието на вълновите вибрации с определена дължина на вълната върху нашите органи и психични центрове, а ефектът на различните цветове има специфичен ефект при определени заболявания.
червен цвятпомага при вирусни заболявания, стомашни язви, анемия, хипотония, стимулира имунитета, дейността на жлезите вътрешна секрецияи метаболизма, укрепва паметта, дава сила и енергия.
Розов цвятима седативен ефект върху нервната система, подобрява настроението.
оранжев цвятподобрява процесите на храносмилане, регенерация, помага при заболявания на далака и белите дробове, повишава кръвообращението.
жълтефективен при атоничен запек, безсъние, кожни заболявания... Стимулира апетита, има пречистващ ефект върху целия организъм, стимулира зрението и работата на черния дроб, тонизира нервната система. Счита се за физиологично оптимален цвят.
Зелен цвятнормализира сърдечната дейност, стабилизира кръвно налягане, намалява главоболието, болките при заболявания на гръбначния стълб, помага при остри настинки, подобрява метаболизма и работоспособността.
Синизползва се при заболявания на очите, черния дроб, ларинкса, гръбначния стълб. Намалява апетита и чревните спазми, нормализира сърдечната дейност.
Син цвятповлиява щитовидната жлеза, помага при бъбречни заболявания и Пикочен мехур, бели дробове, очи, лекува безсъние, психични заболявания, жълтеница, кожни заболявания.
Лилаво Цвят- цветът на духовността и творчеството. Действа успокояващо на нервната система, помага при психични разстройства, невралгия, сътресения. Този цвят се препоръчва при заболявания на бъбреците, черния дроб, пикочния и жлъчния мехур, с различни възпалителни процеси... Отбелязано е и положителното му въздействие върху съдовата система.
7. Кръвна група и цвят
Учените са открили, че има и тясна връзка между кръвната група и цвета на човека.
1-ва групакръв. Най-благоприятните тонове са червено, оранжево и лилаво.
3-та група.По-широк избор. Червените и оранжевите цветове стимулират жизнените процеси и засилват умствената дейност. Сините и зелените тонове ще успокоят нервите, докато лилавите ще помогнат за създаване на настроение за мисъл и памет.
4-та група.Хората с такава кръвна група са сходни по своите енергийни характеристики с втората, често трябва да влизат в контакт със синия и зеления цвят по-често.
Кръвна група | Благоприятен цвят |
Червено, оранжево, лилаво |
|
Синьозелено |
|
Червено, оранжево, синьо, зелено, лилаво |
|
Синьозелено |
8. Цвят на МПС и ПТП
Според официални данни, колите със сребрист цвят са с 50% по-малко вероятно да попаднат в сериозни инциденти, отколкото колите с други цветове. Автомобилите в бяло, жълто, сиво, червено и синьо имат приблизително еднакво ниво на риск. Шофьорите, които карат черни, кафяви и зелени автомобили, са особено изложени на риск, защото са изложени на риск от катастрофа и сериозни нараняванияувеличаване на 2 пъти.
https://pandia.ru/text/78/320/images/image026_10.jpg "align =" left "width =" 335 "height =" 209 src = "> Най-" опасната "кола по отношение на вероятността за попада в катастрофа.
Рискът се удвоява.
Цветовите психологически изследвания показват, че децата дават предпочитание на един или друг цвят в зависимост от възрастта.
V ранна възрастпредпочитат червено или лилаво, а момичетата розово.
На 9-11 години интересът към червеното постепенно се заменя с интерес към оранжево, след това жълто, жълто-зелено и след това зелено.
След 12 години любимият цвят е син.
Черните дъски трябва да бъдат боядисани в тъмно зелено или тъмно синьо. Не създавайте цветови контраст на стената, където е окачена дъската, за да не уморявате очите на учениците. Предната стена в много случаи може да бъде боядисана в цвят, който е по-интензивен от задната и страничните стени.
В детската градина и първи клас могат да се препоръчат интензивни, ясни червени.
За второкласниците червеното може постепенно да се заменя с оранжево-червено или оранжево, за 10-11-годишни - жълто, жълто-зелено и след това зелено.
За децата на юношеството синьото започва да играе определена роля, но винаги в комбинация с оранжево, тъй като класът с голяма сумасиният цвят създава "студено" впечатление.
В часовете, където ръчен труд, трябва да се използва синият цвят. Класът по музика трябва да бъде боядисан със същия цвят. V спортна залапо-добре е да използвате сини и светлозелени цветове.
Залите и коридорите могат да бъдат боядисани в светло синьо и жълти цветове
Предпочитани цветове | Цвят, предизвикващ негативно отношение | Преобладаващо психологическо настроение |
|
Червено, лилаво, розово, тюркоазено | Черно, тъмно кафяво, сиво | Останете в света на приказките |
|
Зелено, жълто, червено | Маслинено, пастелно зелено, люляк | Преобладаването на сетивното възприятие на света |
|
Ултрамарин, оранжев, зелен | Лилаво, лилаво | Рационален подход към възприемането на света, развитието на самосъзнанието |
|
Червено-оранжево | Магента, розово | Инстинктивно фокусирано възприятие на света |
10. Заключение
Тази работа има за цел да покаже какво голямо значениеима познания за влиянието на цвета върху човешкото тяло, върху здравето, върху психическото и физическото състояние, върху ефективното възприемане на произведения на изкуството и музиката. А животът и безопасността на човек са пряко свързани, например, с цвета на колата, което разбира се трябва да се вземе предвид. В същото време тази посока във физиката е слабо проучена, например биополето на човек и обекти. Или "зле осветени" в научната и учебната литература. Това направление във физиката има големи перспективи за по-нататъшно изследване.
12. Списък на използваната литература
1., Наръчник по физика, 2005
1.Научно-образователно списание Сорос, 2005, 2006
2. Списание "Физика в училище", 2005г
Светът около нас е изпълнен с милиони различни нюанси. Поради свойствата на светлината всеки обект и предмет около нас има определен цвят, който се възприема от човешкото зрение. Изучаването на светлинните вълни и техните характеристики е позволило на хората да разгледат по-задълбочено природата на светлината и явленията, свързани с нея. Днес ще говорим за дисперсията.
Природата на светлината
От физическа гледна точка светлината е комбинация от електромагнитни вълни с различни значениядължина и честота. Човешкото око не възприема никаква светлина, а само такава, чиято дължина на вълната варира от 380 до 760 nm. Останалите сортове остават невидими за нас. Те включват например инфрачервено и ултравиолетово лъчение. Известният учен Исак Нютон си представял светлината като насочен поток от най-малките частици. И едва по-късно беше доказано, че по своята природа е вълна. Въпреки това, Нютон все още беше отчасти прав. Факт е, че светлината има не само вълна, но и корпускулни свойства... Това се потвърждава от всички познат феноменфотоефект. Оказва се, че светлинният поток има двойна природа.
Цветен спектър
Бялата светлина, достъпна за човешкото зрение, е комбинация от няколко вълни, всяка от които се характеризира с определена честота и собствена енергия на фотоните. Съответно може да се разложи на вълни различен цвят... Всеки от тях се нарича монохроматичен и определен цвят съответства на неговия собствен диапазон на дължина, честота на вълната и енергия на фотоните. С други думи, енергията, излъчвана от веществото (или абсорбирана), се разпределя според горните показатели. Това обяснява съществуването на светлинния спектър. Например, зеленият цвят на спектъра съответства на честота в диапазона от 530 до 600 THz, а виолетовият - от 680 до 790 THz.
Всеки от нас някога е виждал как лъчите блестят върху изделия от фасетирано стъкло или, например, върху диаманти. Това може да се наблюдава поради такова явление като дисперсията на светлината. Това е ефект, който отразява зависимостта на коефициента на пречупване на обект (вещество, среда) от дължината (честотата) на светлинната вълна, която преминава през този обект. Последствието от тази зависимост е разлагането на лъча в цветен спектър, например при преминаване през призма. Светлинната дисперсия се изразява със следното уравнение:
където n е показателят на пречупване, ƛ е честотата и ƒ е дължината на вълната. Показателят на пречупване се увеличава с увеличаване на честотата и намаляване на дължината на вълната. Често наблюдаваме дисперсия в природата. Най-красивото му проявление е дъгата, която се образува от разпръскването на слънчевите лъчи при преминаването им през множество дъждовни капки.
Първи стъпки към откриване на дисперсията
Както бе споменато по-горе, при преминаване през призма, светлинният поток се разлага в цветови спектър, който Исак Нютон изучава достатъчно подробно по времето си. Резултатът от неговите изследвания е откриването на явлението дисперсия през 1672 г. Научен интерескъм свойствата на светлината се появиха преди нашата ера. Известният Аристотел още тогава забеляза това слънчева светлинаможе да има различни нюанси. Ученият твърди, че естеството на цвета зависи от "количеството тъмнина", присъстващо в бялата светлина. Ако има много, тогава се появява лилав цвят, а ако е малко, тогава червен. Велик мислителсъщо така каза, че основният цвят на светлинните лъчи е бял.
Изследване на предшествениците на Нютон
Теорията на Аристотел за взаимодействието на тъмнината и светлината не беше опровергана от учените от 16-17 век. И чешкият изследовател Марци, и английският физик Чариот независимо провеждат експерименти с призма и са твърдо убедени, че причината за появата на различни нюанси на спектъра е именно смесването на светлинния поток с тъмнината, когато той преминава през призмата. На пръв поглед заключенията на учените могат да се нарекат логични. Но техните експерименти бяха достатъчно повърхностни, че не бяха в състояние да ги подкрепят с допълнителни изследвания. Това беше, докато Исак Нютон не се зае с работата.
Откритието на Нютон
Благодарение на любознателния ум на този изключителен учен беше доказано, че бялата светлина не е основната и че други цветове изобщо не възникват в резултат на взаимодействието на светлината и тъмнината в различни съотношения. Нютон опроверга тези вярвания и показа, че бялата светлина е съставна по структура, тя се образува от всички цветове на светлинния спектър, наречен монохроматичен. В резултат на преминаването на светлинен лъч през призма се образуват различни цветове поради разлагане Бяла светлинав съставните му вълнови потоци. Такива вълни с различни честоти и дължини се пречупват в средата по различни начини, образувайки определен цвят. Нютон постави експерименти, които все още се използват във физиката. Например експерименти с кръстосани призми, като се използват две призми и огледало и преминаване на светлина през призми и перфориран екран. Сега знаем, че разлагането на светлината в цветен спектър се дължи на различна скоростпреминаването на вълни с различна дължина и честота през прозрачно вещество. В резултат на това някои вълни напускат призмата по-рано, други малко по-късно, трети дори по-късно и т.н. Ето как се разлага светлинният поток.
Ненормална дисперсия
Впоследствие физиците от деветнадесети век правят друго откритие относно дисперсията. Французинът Леру открива, че в някои среди (по-специално в йодни пари) се нарушава зависимостта, изразяваща феномена на дисперсия. Физикът Кунд, който живееше в Германия, се зае с изучаването на този въпрос. За своите изследвания той заимства един от методите на Нютон, а именно експеримент с две кръстосани призми. Единствената разлика беше, че вместо един от тях, Кунд използва призматичен съд с цианинов разтвор. Оказа се, че показателят на пречупване при преминаване на светлината през такива призми се увеличава, а не намалява, както се случи при експериментите на Нютон с обикновени призми. Германският учен установи, че този парадокс се наблюдава поради такова явление като поглъщането на светлина от материята. В описания експеримент на Kundt, абсорбиращата среда е разтвор на цианин, а дисперсията на светлината за такива случаи се нарича аномална. V съвременна физикатози термин практически не се използва. Днес нормалната дисперсия, открита от Нютон, и аномалната дисперсия, открита по-късно, се разглеждат като две явления, свързани с една и съща доктрина и имащи обща природа.
Лещи с ниска дисперсия
Във фотографската технология дисперсията на светлината се счита за нежелано явление. Той причинява така наречената хроматична аберация, при която в изображенията се появяват цветни неравности. Нюансите на снимката не съвпадат с нюансите на обекта. Този ефект става особено неприятен за професионалните фотографи. Поради дисперсията на снимките, често се наблюдава не само изкривяване на цвета, но и замъгляване на ръбовете или, обратно, появата на прекалено очертана граница. Световните производители на фотографска техника се справят с последствията от подобно оптично явление с помощта на специално проектирани обективи с ниска дисперсия. Стъклото, от което са направени, има отлично свойство на еднакво пречупващи вълни с различни стойности на дължина и честота. Обективите, в които са инсталирани лещи с ниска дисперсия, се наричат ахромати.
|
Светлинна дисперсияе зависимостта на коефициента на пречупване нвещества от дължината на вълната на светлината (във вакуум) |
или, което е същото, зависимостта на фазовата скорост на светлинните вълни от честотата:
|
Разпръскване на материятасе нарича производна на нНа |
Дисперсията - зависимостта на коефициента на пречупване на веществото от честотата на вълната - се проявява особено ясно и красиво заедно с ефекта на двойното пречупване (вижте Видео 6.6 в предишния параграф), наблюдаван при преминаване на светлината през анизотропни вещества. Въпросът е, че показателите на пречупване на обикновените и извънредните вълни зависят различно от честотата на вълната. В резултат на това цветът (честотата) на светлината, предавана през анизотропно вещество, поставено между два поляризатора, зависи както от дебелината на слоя на това вещество, така и от ъгъла между равнините на пропускане на поляризаторите.
За всички прозрачни безцветни вещества във видимата част на спектъра, индексът на пречупване се увеличава с намаляване на дължината на вълната, тоест дисперсията на веществото е отрицателна:. (Фигура 6.7, области 1-2, 3-4)
Ако веществото абсорбира светлина в определен диапазон от дължини на вълните (честоти), тогава в областта на абсорбция дисперсията
се оказва положителен и се нарича ненормално (Фигура 6.7, област 2-3).
Ориз. 6.7. Зависимост на квадрата на коефициента на пречупване (плътна линия) и коефициента на поглъщане на светлината от вещество
(прекъсната линия) спрямо дължината на вълнаталблизо до една от абсорбционните ленти()
Дори Нютон се занимаваше с изследване на нормалната дисперсия. Разлагането на бялата светлина в спектър при преминаването й през призма е следствие от разпръскването на светлината. Когато лъч бяла светлина премине през стъклена призма, а многоцветен спектър (фиг. 6.8).
Ориз. 6.8. Преминаването на бяла светлина през призма: поради разликата в стойностите на коефициента на пречупване на стъклото за различни
дължини на вълната, лъчът се разлага на монохроматични компоненти - на екрана се появява спектър
Червената светлина има най-дългата дължина на вълната и най-нисък индекс на пречупване, така че червените лъчи се отклоняват от призмата по-малко от другите. До тях ще има оранжеви лъчи, след това жълта, зелена, синя, синя и накрая лилава светлина. Сложната бяла светлина, падаща върху призмата, се разлага на монохроматични компоненти (спектър).
Дъгата е отличен пример за дисперсия. Наблюдава се дъга, ако слънцето е зад гърба на наблюдателя. Червените и виолетовите лъчи се пречупват от сферични водни капчици и се отразяват от вътрешната им повърхност. Червените лъчи се пречупват по-малко и попадат в окото на наблюдателя от капчици, разположени на по-висока височина. Следователно горната лента на дъгата винаги е червена (Фигура 26.8).
Ориз. 6.9. Появата на дъгата
Използвайки законите за отражение и пречупване на светлината, е възможно да се изчисли пътят на светлинните лъчи при пълно отражение и дисперсия в дъждовни капки. Оказва се, че лъчите се разпръскват с най-голям интензитет в посока, образуваща ъгъл от около 42° спрямо посоката на слънчевите лъчи (фиг. 6.10).
Ориз. 6.10. Местоположение на дъгата
Местоположението на такива точки е окръжност с център в точката 0. Част от него е скрита от наблюдателя Рпод хоризонта дъгата над хоризонта е видимата дъга. Възможно е и двойно отражение на лъчите в дъждовни капки, което води до дъга от втори ред, чиято яркост, разбира се, е по-малка от яркостта на основната дъга. За нея теорията дава ъгъла 51 °, тоест дъгата от втори ред лежи извън основната. В него редът на цветовете е обратен: външната дъга е оцветена в лилаво, а долната е червена. Дъгите от трети и по-висок порядък са рядкост.
Елементарна теория на дисперсията.Зависимостта на коефициента на пречупване на веществото от дължината на електромагнитната вълна (честота) се обяснява на базата на теорията на принудителните трептения. Строго погледнато, движението на електроните в атом (молекула) се подчинява на законите квантова механика... Въпреки това, за качествено разбиране на оптичните явления, човек може да се ограничи до концепцията за електрони, свързани в атом (молекула) чрез еластична сила. При отклонение от равновесното положение такива електрони започват да осцилират, като постепенно губят енергия от излъчването на електромагнитни вълни или прехвърлят енергията си към възлите на решетката и нагряват веществото. В резултат на това трептенията ще бъдат затихнали.
При преминаване през материята, електромагнитна вълна въздейства на всеки електрон със сила на Лоренц:
|
|
където v -скоростта на осцилиращия електрон. V електромагнитна вълнасъотношението на силите на магнитното и електрическото поле е
Следователно е лесно да се оцени съотношението на електрическите и магнитните сили, действащи върху електрона:
|
|
Електроните в материята се движат със скорости, много по-малки от скоростта на светлината във вакуум:
|
|
където е амплитудата на електрическото поле в светлинната вълна; е фазата на вълната, определена от позицията на разглеждания електрон. За да опростим изчисленията, пренебрегваме затихването и записваме уравнението на движението на електрона във формата
|
|
където, е собствената честота на трептенията на електрон в атом. Вече разгледахме решението на такова диференциално нехомогенно уравнение по-рано и получихме
|
|
Следователно изместването на електрона от равновесното положение е пропорционално на силата на електрическото поле. Преместванията на ядрата от равновесното положение могат да бъдат пренебрегнати, тъй като масите на ядрата са много големи в сравнение с масата на електрона.
Атом с изместен електрон придобива диполен момент
(За простота, нека засега приемем, че има само един „оптичен” електрон в атом, чието изместване има решаващ принос за поляризацията). Ако единицата за обем съдържа натоми, тогава поляризацията на средата (диполен момент на единица обем) може да се запише във формата
|
|
В реална среда е възможно различни видоветрептения на заряди (групи електрони или йони), които допринасят за поляризация. Тези видове вибрации могат да имат различни количества заряд. д ии маси t i,както и различни естествени честоти (ще ги обозначаваме с индекса к),в този случай броят на атомите в единица обем с даден вид вибрация N kпропорционално на концентрацията на атомите Н:
Безразмерен коефициент на пропорционалност f kхарактеризира ефективния принос на всеки тип вибрация към общата поляризация на средата:
|
|
От друга страна, както знаете,
|
|
където е диелектричната чувствителност на веществото, която е свързана с диелектричната константа дсъотношение
В резултат на това получаваме израз за квадрата на индекса на пречупване на веществото:
|
|
В близост до всяка от собствените честоти, функцията, дефинирана с формула (6.24), търпи прекъсване. Това поведение на коефициента на пречупване се дължи на факта, че сме пренебрегнали затихването. По същия начин, както видяхме по-рано, пренебрегването на затихването води до безкрайно увеличаване на амплитудата на принудителното трептене при резонанс. Отчитането на затихването ни спестява от безкрайности, а функцията има формата, показана на фиг. 6.11.
Ориз. 6.11. Пристрастяване диелектрична константасрядаот честотата на електромагнитната вълна
Разглеждане на връзката на честотата с дължината на електромагнитната вълна във вакуум
възможно е да се получи зависимостта на коефициента на пречупване на дадено вещество NSвърху дължината на вълната в областта на нормалната дисперсия (секции 1–2 и 3–4 на фиг. 6.7):
|
|
Дължините на вълната, съответстващи на собствените честоти на трептенията, са постоянни коефициенти.
В областта на аномална дисперсия () честотата на външното електромагнитно поле е близка до една от естествените честоти на трептения на молекулярните диполи, тоест възниква резонанс. Именно в тези области (например участък 2–3 на фиг. 6.7) се наблюдава значително поглъщане на електромагнитни вълни; коефициентът на поглъщане на светлината от веществото е показан с пунктирана линия на фиг. 6.7.
Концепцията за групова скорост.Концепцията за групова скорост е тясно свързана с явлението дисперсия. При разпространение в среда с дисперсия на реални електромагнитни импулси, например, добре познатите групи вълни, излъчвани от отделни атомни излъчватели, се получава тяхното "разпръскване" - разширяване на дължината в пространството и продължителността във времето. Това се дължи на факта, че такива импулси не са монохроматична синусоидална вълна, а така нареченият вълнов пакет или група вълни - набор от хармонични компоненти с различни честоти и с различни амплитуди, всяка от които се разпространява в среда със собствена фазова скорост (6.13).
Ако вълнов пакет се разпространява във вакуум, тогава неговата форма и дължина на пространство-времето ще останат непроменени, а скоростта на разпространение на такъв вълнов влак ще бъде фазовата скорост на светлината във вакуум
Поради наличието на дисперсия, зависимостта на честотата на електромагнитната вълна от вълновото число кстава нелинейна и скоростта на разпространение на вълновия влак в средата, тоест скоростта на пренос на енергия, се определя от производната
където е вълновото число за "централната" вълна във влака (с най-висока амплитуда).
Няма да извеждаме тази формула общ изглед, но използвайки конкретен пример, нека обясним неговото физическо значение. Като модел на вълнов пакет ние вземаме сигнал, състоящ се от две плоски вълни, разпространяващи се в една и съща посока със същите амплитуди и начални фази, но различаващи се по честоти, изместени спрямо "централната" честота с малко количество. Съответните вълнови числа са изместени спрямо "централното" вълново число с малко количество . Тези вълни се описват с изрази.
Един от резултатите от взаимодействието на светлината с материята е нейната дисперсия.
Светлинна дисперсия се нарича зависимост на коефициента на пречупванен вещества от честотаν (дължини на вълнитеλ) светлина или зависимостта на фазовата скорост на светлинните вълни от тяхната честота.
Дисперсията на светлината се представя като зависимост:
Последствието от дисперсията е разлагането на бял светлинен лъч в спектър, когато той преминава през призма (фиг. 10.1). Първите експериментални наблюдения на светлинната дисперсия са извършени през 1672 г. от И. Нютон. Той обясни това явление с разликата в масите на телцата.
Помислете за дисперсията на светлината в призма. Нека монохроматичен лъч светлина падне върху призма с ъгъл на пречупване Аи индекс на пречупване н(фиг.10.2) под ъгъл.
 |   |
| Ориз. 10.1 | Ориз. 10.2 |
След двойно пречупване (от лявата и дясната страна на призмата), лъчът се пречупва от първоначалната посока под ъгъл φ. От фиг. следва това
Да предположим ъглите Аи малки, тогава ъглите,, също ще бъдат малки и вместо синусите на тези ъгли, можете да използвате техните стойности. Следователно и откакто , тогава или.
Оттук следва, че
| , | (10.1.1) |
тези. ъгълът на отклонение на лъчите от призмата е толкова по-голям, колкото по-голям е ъгълът на пречупване на призмата.
От израз (10.1.1) следва, че ъгълът на отклонение на лъчите от призмата зависи от коефициента на пречупване н, а нСледователно е функция на дължината на вълната лъчи с различни дължини на вълната след преминаване през призмата се отклоняват под различни ъгли... Лъч бяла светлина зад призма се разлага на спектър, наречен дисперсионен или призматичен както наблюдава Нютон. По този начин с помощта на призма, както и с помощта на дифракционна решетка, разлагаща светлината в спектър, е възможно да се определи нейният спектрален състав.
Обмисли разлики в дифракционните и призматичните спектри.
· Дифракционната решетка разлага светлинатадиректно по дължина на вълната, следователно от измерените ъгли (по посоките на съответните максимуми) може да се изчисли дължината на вълната (честотите). Разлагането на светлината в спектър в призма става според стойностите на коефициента на пречупване, следователно, за да се определи честотата или дължината на вълната на светлината, е необходимо да се знае зависимостта или.
· Композитни цветове в дифракционени призматиченСпектрите са разположени различно... Знаем, че синусът на ъгъла в дифракционната решетка е пропорционален на дължината на вълната 
. Следователно, червените лъчи, които имат по-голяма дължина на вълната от виолетовите, се отклоняват повече от дифракционната решетка.... Призмата, от друга страна, разлага светлинните лъчи в спектъра според стойностите на коефициента на пречупване, който за всички прозрачни вещества намалява с увеличаване на дължината на вълната (т.е. с намаляване на честотата) (фиг. 10.3 ).
Следователно, червените лъчи се отклоняват от призмата по-слабо, за разлика от дифракционната решетка.
Величината(или )Наречен дисперсия на материята, показва колко бързо се променя индексът на пречупване с дължината на вълната.
От фиг. 10.3 следва, че индексът на пречупване на прозрачните вещества се увеличава с увеличаване на дължината на вълната, следователно модулът също нараства с намаляване на λ. Тази дисперсия се нарича нормално ... В близост до абсорбционни линии и ленти, ходът на дисперсионната крива ще бъде различен, а именно ннамалява с намаляване на λ. Такъв ход на пристрастяване нна λ се нарича аномална дисперсия ... Нека разгледаме тези видове дисперсия по-подробно.
(или дължина на вълната) на светлината (честотна дисперсия), или същото нещо, зависимостта на фазовата скорост на светлината в материята от дължината на вълната (или честотата). Експериментално открит от Нютон около 1672 г., макар и теоретично достатъчно добре обяснен много по-късно.
- Пространствената дисперсия е зависимостта на тензора на диелектричната константа на средата от вълновия вектор. Тази зависимост причинява редица явления, наречени ефекти на пространствена поляризация.
Един от най илюстративни примеридисперсия - разлагането на бялата светлина при преминаване през призма (експеримент на Нютон). Същността на феномена на дисперсията е неравномерната скорост на разпространение на светлинни лъчи с различни дължини на вълната в прозрачна субстанция - оптична среда (докато във вакуум скоростта на светлината е винаги една и съща, независимо от дължината на вълната и следователно цвета) . Обикновено колкото по-висока е честотата на вълната, толкова по-висок е коефициентът на пречупване на средата и по-ниска е нейната скорост на светлината в нея:
- имат червено максимална скороств средата и минималната степен на пречупване,
- в лилавоминималната скорост на светлината в средата и максималната степен на пречупване.
Въпреки това, в някои вещества (например в йодни пари) се наблюдава ефектът на аномална дисперсия, при която сините лъчи се пречупват по-малко от червените, докато други лъчи се абсорбират от веществото и избягват наблюдението. Строго погледнато, аномалната дисперсия е широко разпространена, например, тя се наблюдава в почти всички газове на честоти близо до линиите на абсорбция, но в йодните пари е доста удобно за наблюдение в оптичния диапазон, където те поглъщат светлината много силно.
Разпръскването на светлината направи възможно за първи път доста убедително да се покаже съставната природа на бялата светлина.
- Бялата светлина се разлага на спектър в резултат на преминаване през дифракционна решетка или отражение от нея (това не се свързва с явлението дисперсия, а се обяснява с естеството на дифракцията). Дифракционният и призматичният спектър са малко по-различни: призматичният спектър е компресиран в червената част и разтегнат във виолетовата и е подреден в низходящ ред на дължината на вълната: от червено към виолетово; нормалният (дифракционен) спектър е еднакъв във всички области и е подреден в реда на увеличаване на дължините на вълната: от виолетово до червено.
По аналогия с дисперсията на светлината, подобни явления на зависимостта на разпространението на вълни от всякакво друго естество от дължината на вълната (или честотата) също се наричат дисперсия. Поради тази причина, например, терминът закон на дисперсията, използван като име на количествената връзка между честотата и вълновото число, се прилага не само за електромагнитна вълна, но и за всеки вълнов процес.
Дисперсията обяснява факта, че дъгата се появява след дъжд (по-точно факта, че дъгата е многоцветна, а не бяла).
Дисперсията е причина за хроматичната аберация - една от аберациите на оптичните системи, включително фотографски и видео обективи.
Коши измисли формула, изразяваща зависимостта на индекса на пречупване на среда от дължината на вълната:
…,Разпръскване на светлината в природата и изкуството
Могат да се наблюдават различни цветове поради дисперсия.
- Дъгата, чиито цветове се дължат на дисперсия, е една от ключови изображениякултура и изкуство.
- Поради разпръскването на светлината може да се наблюдава цветна "игра на светлината" върху фасетите на диамантите и други прозрачни фасетирани предмети или материали.
- В една или друга степен ефектите на дъгата се срещат доста често, когато светлината преминава през почти всеки прозрачен обект. В изкуството те могат да бъдат специално подсилени, подчертани.
- Разлагането на светлината в спектър (поради дисперсия), когато се пречупва в призма, е доста често срещана тема в изящни изкуства... Например, на корицата на албума Dark Side Of The Moon на Pink Floyd светлината се пречупва в призма и се разширява в спектър.
Вижте също
литература
- Ястолд-Говорко V.A.Фотография и обработка. Заснемане, формули, термини, рецепти. - Ед. 4-то, съкр. - М .: Изкуство, 1977.
Връзки
Фондация Уикимедия. 2010 г.
Вижте какво е "светлинна дисперсия" в други речници:
Зависимостта на пречупването на индекса n във VA от честотата n (дължина на вълната l) на светлината или зависимостта на фазовата скорост на светлинните вълни от тяхната честота. Д. с. разлагане в спектър от лъч бяла светлина, когато преминава през призма (виж СПЕКТРИ ... ... Физическа енциклопедия
светлинна дисперсия- Явления, дължащи се на зависимостта на скоростта на разпространение на светлината от честотата на светлинните вибрации. [Колекция от препоръчани термини. Брой 79. Физическа оптика. Академията на науките на СССР. Комитет по научна и техническа терминология. 1970] Теми ... ... Ръководство за технически преводач
светлинна дисперсия- šviesos skaida statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. дисперсия на светлина вок. Лихтдисперсия, f; Zerteilung des Lichtes, f rus. лека дисперсия, f pranc. dispersion de la lumière, f ... Radioelektronikos terminų žodynas
светлинна дисперсия- šviesos dispersija statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. дисперсия на светлина вок. Лихтдисперсия, f; Zerlegung des Lichtes, f rus. лека дисперсия, f pranc. dispersion de la lumière, f ... Fizikos terminų žodynas
Зависимостта на коефициента на пречупване n на веществото от честотата ν (дължина на вълната λ) на светлината или зависимостта на фазовата скорост (виж Фазовата скорост) на светлинните вълни от честотата. Д. с. разлагане в спектър от лъч бяла светлина при преминаване ... ... Голяма съветска енциклопедия
Зависимостта на коефициента на пречупване n в wa от честотата на светлината v. В региона. честотите на светлината, за които ryh in in е прозрачен, n нараства с увеличаване на v нормален D.sub.c. В региона. честоти, съответстващи на ленти на интензивно поглъщане на светлина във вом, n намалява от ... ... Голям енциклопедичен политехнически речник
Пристрастяване абсолютен индикаторпречупване на материята от дължината на вълната на светлината... Астрономически речник
За да подобрите тази статия, желателно ли е?: Добавете илюстрации. Намерете и подредете под формата на бележки под линия връзки към авторитетни източници, потвърждаващи написаното. Поставете шаблонна карта, която същества ... Wikipedia
Зависимост на фазовата скорост на хармоничните вълни в среда от честотата на техните трептения. дисперсия на вълни се наблюдава за вълни от всякакво естество. Наличието на вълнова дисперсия води до изкривяване на формата на сигнала (например звуков импулс) при разпространение в среда ... Голям енциклопедичен речник
