Дисперсия и преломление
Поскольку показатель преломления зависит от частоты, преломленный пучок белого света разлагается в цветной спектр. Этот эффект показан на рисунке.
Отметьте, что синий, т. е. более высокочастотный, свет преломляется сильнее, чем красный. Очевидно, что скорость синего света в стекле меньше, чем скорость красного света. Как можно видеть из таблицы показателей преломления, большой показатель преломления и сильная дисперсия не обязательно сопутствуют друг другу.
Некоторые виды пластмасс имеют показатель преломления почти такой же, как у стекла, но значение этого показателя почти не зависит от частоты в видимой области спектра. Следовательно, эти пластмассы обладают очень слабой дисперсией. Взгляните в таблице на дисперсию в алмазе. Не только показатель его преломления имеет большую величину, но существует также заметная разница между значениями показателя преломления для синего и красного света. В этом главная причина игры бриллиантовых граней. Преломление и дисперсию можно усилить, посылая свет сквозь призму так, чтобы он дважды испытывал преломление и сильно изменял свое направление. Показанный на рисунке пример характеризуется особенно простой для анализа геометрией.
Свет падает под таким углом, что луч внутри призмы параллелен ее основанию. Через δ обозначен угол отклонения — разница между конечным и исходным направлениями света. Можно выяснить на опыте или доказать аналитически, что δ имеет минимальное значение, когда луч внутри призмы параллелен основанию Как при больших, так и при меньших углах падения угол отклонения возрастает. Однако при таком минимальном угле отклонение сравнительно нечувствительно к малым изменениям угла падения. С другой стороны, именно в условиях минимального отклонения преломление в призме наиболее чувствительно к частотной зависимости показателя преломления и, что обеспечивает оптимальное разрешение цветов.
Как можно видеть из сопровождающего рисунок вывода, угол отклонения связан с показателем преломления и с преломляющим углом призмы. Для призмы с углом 60° (или меньше) отношение синусов приблизительно равно отношению самих углов Поэтому с приемлемой точностью получаем
Автор Кл. Э. Суорц “Необыкновенная физика обыкновенных явлений”