La mayor parte de la información objetiva sobre los fenómenos y la naturaleza que nos rodea es obtenida por el hombre con la ayuda de la percepción por medio de los órganos de percepción visual, que son creados por la luz. Los fenómenos de luz que se estudian en física se discuten en la sección Óptica.
Por su naturaleza, la luz es un fenómeno electromagnético, y esto indica la manifestación simultánea de las propiedades de onda (interferencia, difracción, dispersión) y cuántica (efecto fotoeléctrico, luminiscencia).
Considere dos propiedades de onda importantes de la luz: la difracción y la dispersión.
Difracción de la luz
El concepto de haz de luz se utiliza ampliamente en la óptica geométrica. Tal fenómeno se considera un haz de luz estrecho, que se propaga en línea recta. Tal difusión de la luz en un entorno homogéneo nos parece tan común, que se acepta como obvio. Una confirmación suficientemente convincente de esta ley puede ser la formación de una sombra que aparece detrás de un obstáculo opaco que se interpone en el camino de la luz. Y la luz a su vez es emitida por una fuente puntual.
Los fenómenos que ocurren cuando la luz se propaga en un medio con inhomogeneidades pronunciadas son difracción de la luz.
Difracción de la luz
Entonces, la difracción se refiere a un conjunto de fenómenos causados por los rayos de luz que se doblan alrededor de los obstáculos que ocurren en su camino (en el sentido amplio: cualquier desviación de las leyes de la óptica geométrica durante la propagación de la onda y los golpea en áreas de sombra geométrica).
La difracción se ve claramente cuando los parámetros de inhomogeneidad (cortes de celosía) son proporcionales a la longitud de onda larga. Si las dimensiones son demasiado grandes, entonces se observa solo a distancias considerables de la falta de homogeneidad.
Al redondear las inhomogeneidades, el haz de luz se expande en un espectro. El espectro de descomposición que se obtiene por este fenómeno se denomina espectro de difracción. El espectro de difracción también se llama rejilla.
Dispersión de la luz
Los diferentes índices de refracción absoluta del medio corresponden a diferentes velocidades de propagación de la onda. De la investigación de Newton, se deduce que el índice de refracción absoluto aumenta a medida que aumenta la frecuencia de la luz. Con el tiempo, los científicos han establecido el hecho de que al considerar la luz como una onda, cada color debe configurarse para que se corresponda con la longitud de onda. Es importante que estas longitudes de onda cambien continuamente, respondiendo a diferentes tonos de cada color.
Si un haz delgado de luz solar se dirige a un prisma de vidrio, luego de la refracción es posible observar la descomposición de la luz blanca (luz blanca - un conjunto de ondas electromagnéticas con diferentes longitudes de onda) en un espectro multicolor: siete colores primarios: rojo, naranja, amarillo, verde Colores azul, azul y violeta. Todos estos colores se transforman suavemente entre sí. En menor medida, los rayos rojos se desvían de la dirección inicial y, en mayor medida, los rayos violetas.
Dispersión de la luz
Esto puede explicar la aparición de objetos para colorear en diferentes colores,Porque la luz blanca es una colección de diferentes colores. Por ejemplo, el color de las hojas de las plantas, en particular, el color verde, debido al hecho de que en la superficie de las hojas es la absorción de todos los colores, excepto el verde. Eso es lo que vemos.
Entonces, la dispersión es un fenómeno que caracteriza la dependencia de la refracción de una sustancia en la longitud de onda. Si hablamos de ondas de luz, la dispersión se denomina fenómeno de la dependencia de la velocidad de la luz (así como el índice de refracción de la materia ligera) de la longitud (frecuencia) del haz de luz. Debido a la dispersión, la luz blanca se descompone en un espectro a medida que pasa a través de un prisma de vidrio. Es por eso que de manera similar el espectro resultante se llama dispersión. A la salida del prisma, obtenemos una franja de luz expandida con un color que cambia continuamente (sin problemas). El espectro de dispersión también se llama prismático.
Espectros de difracción y dispersión
Examinamos los fenómenos de difracción y dispersión, así como sus consecuencias: la obtención de espectros de difracción y dispersión. Ahora presta especial atención a sus diferencias.
Métodos para obtener espectros:
- Espectro de difracción: a menudo se obtiene mediante la llamada rejilla de difracción. Consiste en bandas transparentes y opacas (o reflectivas y no reflexivas). Estas bandas se alternan con un período cuyo valor depende de la longitud de onda. Cuando llega a la rejilla, la luz se divide en haces, para lo cual se observa el fenómeno de la difracción y la descomposición de la luz en un espectro.
- Espectro dispersivo: en contraste con el espectro de difracción, se obtiene como resultado de la penetración de una onda de luz a través de una sustancia (prisma). Como resultado del paso, las ondas monocromáticas sufren refracción y el ángulo de refracción será diferente.
La distribución y la naturaleza de los colores en los espectros:
- Espectro de difracción: desde el primero hasta el último en el espectro, los colores están espaciados uniformemente. Y aparecen de púrpura a rojo, es decir, en orden ascendente.
- Espectro de dispersión: comprimido en la parte roja del espectro y estirado en la violeta. Los colores están ordenados de rojo a púrpura, es decir, en orden descendente, en contraste con el aumento en el espectro de difracción.
Información Final
Por lo tanto, las características consideradas muestran que el patrón de difracción depende significativamente de la longitud de onda de la luz que rodea el obstáculo. Por lo tanto, si la luz no es monocromática (por ejemplo, la luz blanca que estamos considerando), entonces los máximos de difracción de la intensidad para diferentes longitudes de onda simplemente divergen, y forman el espectro de difracción. Tienen una ventaja significativa sobre los espectros que surgen debido a la dispersión de los rayos que pasan por el prisma. La disposición mutua de los colores en ellos no depende de las propiedades de los materiales a partir de los cuales se hacen las pantallas y cortes de la red, sino que está determinada únicamente por las longitudes de onda y la geometría del dispositivo (por ejemplo, un prisma) y se puede calcular únicamente a partir de consideraciones geométricas.
