Аномальная дисперсия света
Аномальная диспе́рсия — вид дисперсии света, при которой показатель преломления среды уменьшается с увеличением частоты световых колебаний.
[math]\displaystyle{ dn/dw\ \lt 0 }[/math],
где [math]\displaystyle{ n(w) }[/math] — показатель преломления среды,
- [math]\displaystyle{ w }[/math] — частота волны.
Согласно современным представлениям и нормальная, и аномальная дисперсии представляют собой явления единой природы. Эта точка зрения основывается на электромагнитной теории света[1], с одной стороны, и на электронной теории вещества, — с другой. Термин «аномальная дисперсия» сохраняет сегодня лишь исторический смысл, поскольку «нормальная дисперсия» — это дисперсия вдали от длин волн, при которых происходит поглощение света данным веществом, а «аномальная дисперсия» — это дисперсия в области полос поглощения света веществом. Аномальная дисперсия обусловлена взаимодействием света с заряженными частицами, входящими в состав вещества и совершающими вынужденные колебания в переменном электромагнитном поле волны. Частота видимого света столь велика ([math]\displaystyle{ w \sim 10^{15} }[/math] Гц), что существенны лишь вынужденные колебания внешних (наиболее слабо связанных) электронов атомов, молекул или ионов: эти электроны называют оптическими электронами. В процессе вынужденных колебаний оптических электронов в поле монохроматической волны с частотой [math]\displaystyle{ w }[/math] периодически изменяются дипольные электрические моменты молекул и последние излучают вторичные электромагнитные волны той же частоты [math]\displaystyle{ w }[/math].[2]
История открытия
В 1860 году французский физик Леру, проводя измерения показателя преломления для ряда веществ, неожиданно обнаружил, что пары иода преломляют синие лучи в меньшей степени, нежели красные. Леру назвал обнаруженное им явление аномальной дисперсией света.
Если при обычной дисперсии показатель преломления с ростом частоты увеличивается, то при аномальной дисперсии показатель преломления, наоборот, уменьшается. Явление аномальной дисперсии было детально исследовано немецким физиком Кундтом в 1871—1872 гг.
Последующие исследования аномальной дисперсии света показали, что наиболее интересные экспериментальные результаты получаются, когда вместо двух скрещенных призм используется, например, призма и интерферометр. Такая экспериментальная методика была применена известным русским физиком Д. С. Рождественским в начале XX века. [3]
Примечания
- ↑ Гольдгаммер Д. А. Электромагнитная теория света // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
- ↑ Б. М. Яворский, А. А. Детлаф. Справочник по физике. — М. : «Наука», 1977.
- ↑ Д. С. Рождественский. Аномальная дисперсия в парах натрия // Журнал Русского физико-химического общества. Часть физ. — 1912. — Т. 44. — С. 395-430.
Литература
- Гольдгаммер Д. А. Электромагнитная теория света // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.