Политех в Сети

Сайт для Учебы

7.2. Классическая электронная теория. Дисперсия света

Рейтинг пользователей: / 2
ХудшийЛучший 

Ньютон разложил белый цвет в спектр.

Разные составляющие по-разному преломляются в призмах, т. е. NN(l), где l - длина волны монохроматической компоненты.

Впоследствии, изучая преломление света в линзах, наполненных молекулами красителя, было обнаружено, что эта зависимость принимала более сложный вид (рис. 2):

Существует отрезок, где поведение N аномально. На отрезке AB и CD, где Dn/DL < 0 – нормальная дисперсия. На отрезке BC, где Dn/DL > 0 – аномальная дисперсия. Само явление дисперсии – явление, обусловленное зависимостью N от l (или фазовой скорости распространения электромагнитных волн от l).

Очевидно, что может быть представлено: N(w), V(w); т. к. , то можем сказать, что дисперсия — явление зависимости eотн(w).

Для объяснения нормальной дисперсии, исходя из упругостной теории света, была предложена формула Коши:

,

Где A, B, C и т. д. – постоянные, l0 – длина волны в вакууме.

Обычно ограничиваются первыми двумя членами: . Скорость изменения показателя преломления с изменением длины волны (Dn/DL) называют дисперсией вещества, которая характеризует свойства вещества.

Все среды, за исключением абсолютного вакуума, обладают дисперсией.

Феноменологическая теория Максвелла, не содержащая никаких атомно-молекулярных констант, не давала объяснения дисперсии света. Для этого необходимы атомистические представления.

Дисперсия света возникает в результате Вынужденных колебаний заряженных частиц – электронов и ионов – под действием переменного поля электромагнитной волны.

В классической теории Лоренца строение колеблющихся систем – атомов и молекул — и их колебания описываются на основе классических представлений о движении и законов Ньютона.

Все электроны, входящие в атом, можно разделить на Периферийные (Оптические) и Электроны Внутренних Оболочек. На излучение и поглощение света в оптической области спектра оказывают влияние практически одни только оптические электроны. Собственные частоты электронов внутренних оболочек слишком велики, так что их колебания в поле световой волны практически не возбуждаются. Поэтому в теории дисперсии можно ограничиться рассмотрением одних только оптических электронов.

Кроме того, теоретическому описанию роще всего поддаётся дисперсия в газах, так как в этом случае в первом приближении можно не учитывать сложное взаимодействие атомов и молекул среды.