Disperzija svetlobe

Svetlobni žarek, ki poteka skozi trikotno prizmo, odstopa od obraza, ki leži nasproti refrakcijskemu kotu prizme. Če pa gre za žarek bela svetloba, potem, ko preide skozi prizmo, ne odstopa le, temveč tudi razpade v barvne tramove. Ta pojav se imenuje disperzija svetlobe. Najprej smo ga preučili Isaac Newton leta 1666 v vrsti izjemnih poskusov.

Naslednji poskus je obsegal nastanek ozkih žarkov določene barve iz širokega žarka barvnih žarkov, pridobljenih s prizmo, zaslona z majhno odprtino in usmerjeno proti drugi prizmi.

Prizma, ki jih odbija, ne spremeni barve teh žarkov. Takšni žarki imenujemo preprost ali monokromatičen (monokromatičen).

Izkušnje kažejo, da imajo rdeči žari manjšo odstopanje kot vijolične, tj. žarke različnih barv so neenakomerno prekrite s prizmo.

Zbiranje obarvana leča ki je nastala iz prizme, je Newton na belem zaslonu namesto barvnega traku prejel sliko belih lukenj.

Od vseh opravljenih eksperimentov je Newton sklenil naslednje:

• bela svetloba po svoji naravi je kompleksna svetloba, ki je sestavljena iz barvnih žarkov;
• v žarkih svetlobe različnih barv se tudi refrakcijski indeksi snovi zaradi tega razlikujejo, kadar se bela svetlobna žarka odkloni s prizmo, se razkroji v spekter;
• če združite barvne žarke spektra, potem spet dobite belo svetlobo.

Tako je disperzija svetlobe pojav, ki ga povzroča odvisnost indeks lomljenja snovi iz valovne dolžine (ali frekvence).

Disperzija svetlobe je opazna ne le, ko svetloba prehaja skozi prizmo, temveč tudi v različnih drugih primerih lomljivost svetlobe. Tako zlasti refrakcijo sončne svetlobe v kapljicah vode spremlja razgradnja v večbarvne žarke, kar pojasnjuje nastanek mavrice.

Newton je uporabil precej širok cilindrični žarek sončne svetlobe, ki je usmeril spekter skozi krožno luknjo, izdelano v zaklopcu.

Tako dobljeni spekter je vrsta večbarvnih slik krožne luknje, ki se deloma prekrivajo. Da bi dobili čisti spekter, je pri proučevanju pojava lahke disperzije predlagal uporabo ozke reže, ki je vzporedno z refrakcijskim robom prizme in ne s krožno luknjo. Z objektivom se na zaslonu dobi čista slika reže, po kateri se za objektivom postavi prizma, kar daje spektra.

Najbolj čisti in svetli spektri dobimo s pomočjo posebnih instrumentov - spektroskopov in spektrografov.

Absorpcija svetlobe je pojav, v katerem se energija svetlobnega valovanja zmanjšuje, ko prehaja skozi materijo. To je posledica pretvorbe energije svetlobnega vala v energijo sekundarnega sevanja ali, z drugimi besedami, notranja energija snov, ki ima drugačno spektralno sestavo in druge smeri razmnoževanja.

Absorpcija svetlobe lahko povzroči segrevanje snovi, ionizacijo ali vzbujanje molekul ali atomov, fotokemične reakcije, kot tudi druge procese v snovi.