تشتت الضوء

شعاع من الضوء، يمر من خلال منظور الثلاثي، ينحرف إلى وجه الكذب عكس زاوية الانكسار من المنشور. ومع ذلك، إذا كان شعاع الضوء الأبيض، ثم، بعد أن يمر من خلال المنشور، فإنه لا ينحرف فقط، ولكن أيضا تتحلل إلى الحزم الملونة. وتسمى هذه الظاهرة تشتت الضوء. وقد درس لأول مرة إسحاق نيوتن في 1666 في سلسلة من التجارب الرائعة.

وكان مصدر الضوء في تجارب نيوتن حفرة مستديرة صغيرة تقع في مصراع نافذة مضاءة بأشعة الشمس. عندما تم تثبيت المنشور قبل الحفرة، ظهر شريط ملون على الحائط بدلا من بقعة دائرية، تسمى طيف نيوتن. يتكون هذا الطيف من سبعة ألوان رئيسية: الأحمر والبرتقالي والأصفر والأخضر والأزرق والأزرق والبنفسجي، والتي تغيرت تدريجيا إلى بعضها البعض. كل واحد منهم يشغل مساحة من مختلف الأحجام في الطيف. أطول هو الفرقة الأرجواني، وأصغر هو واحد أحمر.

وتألفت التجربة التالية من ظهور حزم ضيقة من لون معين من شعاع واسع من الأشعة الملونة التي تم الحصول عليها مع المنشور، وشاشة مع فتحة صغيرة، وتوجه نحو المنشور الثاني.

لا يغير هذا المنحرف لون هذه الأشعة. وتسمى هذه الأشعة بسيطة أو أحادية اللون (أحادية اللون).

وتظهر التجربة أن الأشعة الحمراء تشهد انحرافا أصغر من الانحراف البنفسجي، أي. أشعة من ألوان مختلفة تنكسر بشكل غير متساو من قبل المنشور.

جمع عدسة من شعاع ملونة من الأشعة الناشئة من المنشور، تلقى نيوتن صورة بيضاء من حفرة على شاشة بيضاء بدلا من الشريط الملونة.

ومن بين جميع التجارب التي أجريت، استخلص نيوتن الاستنتاجات التالية:

• الضوء الأبيض بطبيعته هو ضوء معقد، والذي يتكون من الأشعة الملونة.
• أشعة الضوء اللوني مختلفة لديها مؤشرات الانكسار مختلفة من المادة؛ ونتيجة لذلك، عندما تتحول شعاع الضوء الأبيض من قبل المنشور، فإنه يتحلل إلى الطيف.
• إذا كنت الجمع بين الأشعة الملونة من الطيف، سوف تحصل مرة أخرى على الضوء الأبيض.

وبالتالي، فإن تشتت الضوء هو ظاهرة التي يسببها اعتماد معامل الانكسار للمادة على طول الموجة (أو التردد).

تشتت الضوء ليس فقط عندما يمر الضوء من خلال المنشور، ولكن أيضا في حالات أخرى مختلفة من انكسار الضوء. وهكذا، على وجه الخصوص، ويرافق انكسار أشعة الشمس في قطرات من الماء عن طريق تحللها إلى أشعة متعددة الألوان، وهذا ما يفسر تشكيل قوس قزح.

استخدم نيوتن شعاع أسطواني واسع من أشعة الشمس لتوجيه الطيف من خلال ثقب دائري مصنوع في الغالق.

الطيف الذي تم الحصول عليه بهذه الطريقة هو سلسلة من الصور متعددة الألوان من حفرة دائرية متداخلة جزئيا بعضها البعض. من أجل الحصول على طيف أكثر نقاء، عند دراسة ظاهرة تشتت الضوء، اقترح نيوتن باستخدام شق ضيق موازية لحافة الانكسار من المنشور، وليس حفرة دائرية. باستخدام عدسة، يتم الحصول على صورة واضحة من شق على الشاشة، وبعد ذلك يتم تثبيت موشور وراء العدسة، والذي يعطي الطيف.

يتم الحصول على أطياف أكثر نقاء ومشرق مع مساعدة من أدوات خاصة - الطيفي وطياف الطيف.

امتصاص الضوء هو ظاهرة حيث الطاقة من موجة خفيفة تنخفض لأنها تمر من خلال المسألة. ويرجع ذلك إلى تحويل طاقة الموجة الضوئية إلى طاقة الإشعاع الثانوي أو، بعبارة أخرى، الطاقة الداخلية للمادة التي لها تركيبة طيفية مختلفة واتجاهات أخرى للانتشار.

امتصاص الضوء يمكن أن يسبب تسخين المادة، التأين أو الإثارة من الجزيئات أو الذرات، التفاعلات الضوئية، فضلا عن عمليات أخرى في المسألة.