Избранное
ЭБ Нефть
и Газ
Главная
Оглавление
Поиск +
Еще книги ...
Энциклопедия
Помощь
Для просмотра
необходимо:


Книга: Главная » Введенский Б.А. Большая советская энциклопедия Том 14
 
djvu / html
 

440
ДИСПЕРСИЯ СВЕТА
вые прокладки обладают большой жёсткостью для ультразвука. Податливость этих прокладок на низких частотах обеспечивает, однако, хорошую амортизацию.
С точки зрения искажения формы импульса при распространении в диспергирующей среде можно рассматривать полное внутреннее отражение от границы среды как дисперсию, сосредоточенную на границе: при отражении изменение фазы одинаково для всех частот; но одинаковые изменения фазы спектральных компонентов импульса соответствуют пробегу волны большей частоты на меньшее расстояние, чем для волны низкой частоты. Следовательно, искажение импульса эквивалентно его пробегу в среде, в к-рой скорость уменьшается при увеличении частоты.
Лит.: Мандельштам Л. И. и Леонтович М. А., К теории поглощения звука в жидкостях, в кн.: Мандельштам Л. И., Полное собрание трудов, т. 2, Л., 1947; Михайлов И. Г., Распространение ультразвуковых волн в жидкостях, Л.—М., 1949; Стретт Д ж. (Р э л е и), Теория звука, пер. с англ., т. 1—2, М., 1940—44.
ДИСПЕРСИЯ СВЕТА (от лат. dispersio — рассеяние) — зависимость показателя преломления вещества от цветности (от длины волны >. или частоты колебаний ч). Д. с. резко проявляется при прохождении сквозь призмы, причём белый падающий пучок расходится или рассеивается в виде широкого радужного веера — спектра (см. Спектры оптические). Изучение призматич. спектра и привело И. Ньютона к открытию Д. с. Для веществ, прозрачных в видимой части спектра, показатель преломления п растёт с уменьшением длины волны л, чему и соответствует обычное радужное чередование цветов спектра, получаемых от прозрачных призм. Такое изменение и в зависимости от л называется нормальной Д. с. В тех областях спектра, где вещество обладает очень большим поглощением, изменение п с длиною волны происходит значительно сложнее. На рис. 1 сплошной кривой изображён ход показателя преломления для тонкой призмы, приготовленной из красителя цианина; пунктирной кривой отмечено положение и вид кривой поглощения. Из рисунка видно, что, напр., красные лучи преломляются
больше фиолетовых, и, следовательно, вид призматич. спектра, полученного от цианина, будет совершенно необычным. Наименее преломляемым цветом будет зелёный, затем синий и фиолетовый и, наконец, жёлтый и красный. Д. с. такого рода называется аномальной. В области аномальной дисперсии света п может приобретать даже значения меньше 1.
400 irifj. 500 ту. 600 тр 700 тfi
Рис. 1. Зависимость показателя
преломления от длины волны и
кривая поглощения.
Рис. 2. Аномальная дисперсия для паров натрия. (Фотография Д. С. Рождественского).
На рис. 2 воспроизведена фотография, полученная советским учёным Д. С. Рождественским в его
классич. исследовании аномальной дисперсии паров натрия. Ход почти горизонтальных интерференционных полос резко изменяется в области аномальной дисперсии двух жёлтых линий натрия. Благодаря особому экспериментальному приёму, применённому Рождественским (включение добавочных стеклянных пластин разной толщины в одном из плечей интерферометра), явление становится особенно резким и одновременно доступным для точного измерения. Д. с. зависит от химич. природы вещества и его плотности. В пространстве без вещества Д. с. не обнаруживается, как с громадной степенью точности показывают астрономич. наблюдения.
Теория Д. с. Преломление света в вещество возникает вследствие изменения фазовой скорости
света (см.); показатель преломления л == — , где
е„ — скорость света в вакууме, с — фазовая скорость его в данной среде. По электромагнитной теории
света с = -^- , где е — диэлектрич. проницаемость,
V ер.
|j. — магнитная проницаемость. Если бы величины г и у. не зависели от частоты падающего света, то не имела бы места и Д. с. Таким образом, электромагнитная теория должна быть дополнена нек-рыми новыми предположениями, допускающими изменчивость Е и (А. Эти новые предположения даёт учение о строении вещества. Вещество обычно состоит из частиц, построенных из положительно заряженных ядер и отрицательных внешних электронов. Взаимодействие света и вещества сводится к взаимному влиянию электрич. зарядов вещества и световой электромагнитной волны. При этом основное значение имеет взаимодействие волны и электронов, как частиц, гораздо более лёгких, чем ядра.
В отсутствии световой волны электрон по классич. представлениям может совершать век-рое колебательное движение с частотой v около положительного центра. Под влиянием света он начинает колебаться вынужденно. Предполагая, что сила, удерживающая электрон, упругого типа п что на него действует нек-рая тормозящая сила, аналогичная трению, т. е. пропорциональная скорости, можно составить следующее уравнение для вынужденных колебаний электрона:
-sr -h E e sin 2m( (1)
+-
dt
(e и т — заряд и масса электрона, g — коэфициент трения, Е, — амплитуда и частота вынуждающей гармонич. волны). Установившиеся вынужденные колебания будут также периодическими, совершающимися по закону х = Asin2tcv(. Подставляя это значение х в равенство (1) и полагая сначала для упрощения g весьма малым, находим, что еЕ, _
' (L)
В формальной электромагнитной теории сила тока смещения в
Л Т?
диэлектрике выражается, как j— • -^—. По электронной теории
у 71 at
ток смещения в диэлектрике в действительности есть сумма
дЕ двух токов: тока смещения в вакууме 4* -ттги конвекционного
дх тока Ne 37- , где Л'е — общий заряд электронов в единице
объёма. Таким образом, по электронной теории для простейшего случая атомов, не влияющих заметно друг на друга и обладающих ничтожным внутренним затуханием, можно написать: &Е дЕ
s-m=-m+^Ne-at" <3>
Полагая Е — K,sln2icvt, х = Asin2i:vt и взяв для Л значение (2), находим:
. , , 4тсЛ-е! I
е = п° = 1 -I -- • - - ; - =— • М)
т 4rL (V.s - vz) w
Формула (4) даёт зависимость диэлектрич. проницаемости от частоты и одновременно простейшую формулу Д. с. Впервые она выведена на основании упругой теории света (т. е. с упругими постоянными вместо электронных) немецким физиком Зельмейером в 1871. Она даёт объяснение как нормальной, так и аномальной Д. с. Если собственные частоты нахо-

 

1 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 441 442 443 444 445 446 447 448 449 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650


Большая Советская Энциклопедия Второе издание