Yorug'lik dispersiyasi. Spektral analiz

11-sinf fizika darsligi asosida 27-mavzu: Yorug'lik dispersiyasi. Spektral analiz Turli xil jismlar va moddalarning rangi haqidagi savol insonlarni qadimdan qiziqtirib kelgan. Nima sababdan Quyosh ufqqa botayotganda qizarib botadi? Nima sababdan kamalak hosil bo'ladi? Yorug'lik ayrim minerallardan o'tganida ular nima sababdan rangli tovlanadi? kabi savollarga Nyuton zamoniga kelibgina javob topish mumkin bo'ldi. 166-yilda I. Nyuton o'zi o'tkazgan tajribasi haqida quyidagilarni yozadi: Men turli shakldagi optik shishalarga ishlov berish vaqtida rang to'g'risidagi ma'lum hodisalarni tekshirish uchun uchburchak shisha prizmani tayyorladim. Shu maqsadda men xonamni qorong'i qildim va quyosh nurining tushishi uchun deraza darchasida juda kichik teshik yasadim. Shu teshikka men prizmani undan singan nur devorga tushadigan qilib joylashtirdim. Shunday usulda olingan xilma-xil va kuchaytirilgan ranglarni ko'rish hamda kuzatish menda katta qiziqish hosil qildi. Yorug'lik prizma orqali o'tganda paydo bo'lgan har xil ranglar to'plamini Nyuton spektr (lotincha spektrum - ko'rish) deb atadi (4.20-rasm). Nyuton tirqishni qizil rangli shisha bilan berkitganda devorda faqat qizil rangli dog'ni, yashil rangli shisha bilan berkitganda faqat yashil dog' bo'lishini kuzatadi. Bunda u ularning sinishini ham o'rganadi va har xil ranglar turlicha sinishini payqaydi. Masalan, qizil rang boshqalariga nisbatan kam sinsa, binafsha rang esa hammasidan kuchli sinadi. Nyuton buning sababini bilmaydi. Lekin bu tajriba oq rang, murakkab rang ekanligini ko'rsatadi. U asosan yettita rangdan iborat ekan: qizil, zarg'aldoq, sariq, yashil, zangori, ko'k va binafsha. Oq rangning murakkabligini isbotlovchi Nyutonning yana boshqa tajribalari bor. 1.Nyuton doira olib, uni sektor tarzida asosiy yettita rangga bo'yab qo'yadi. Bu doira dvigatelning aylanish o'qiga mahkamlanadi. Aylanishning ma'lum bir tezligida rangli doira oq bo'lib ko'rinadi. Agar birinchi prizmadan o'tib, ranglarga ajralgan yorug'lik yo'liga birinchi prizmaga nisbatan 180º ga burilgan prizma qo'yilsa, bu prizma yig'uvchi linza vazifasini bajaradi. Undan chiqqan yorug'lik dastasi to'plangan nuqtasida oq rangda bo'ladi (4.21-rasm). Nyutonning kashf etgan bu hodisasi yorug'lik dispersiyasi (lotincha disperge - sochib tashlash) degan nom oldi. Shunday qilib, Nyuton Quyoshdan keluvchi oq nur barcha rangli nurlarning yig'indisidan iborat ekanligini isbotlaydi. Quyosh nurlari ostida narsa va predmetlarning turli rangda ko'rinishiga sabab, ular ayrim ranglarni yutishi, ayrimlarini esa qaytarishidir. Absolut qora jism barcha nurlarni yutadi, oq jism esa qaytaradi. Yorug'likning to'lqin nazariyasiga ko'ra, yorug'lik - fazoda juda katta tezlik bilan tarqaluvchi to'lqinlardir. Uning rangi, chastotasiga bog'liq. Yorug'lik to'lqinlarining to'lqin uzunligi juda kichik. Masalan, qizil nur eng katta to'lqin uzunligiga ega bo'lib, uning qiymati λ q = 7,6 · 10-7 m ga teng. Eng kichik to'lqin uzunligi binafsha nurga tegishli bo'lib, uning kattaligi λb = 3,8 · 10-7 m. Boshqa nurlarning to'lqin ...