ДИСПЕРСИЯменно коллиматор, призму и зрительную трубу обычного спектроскопа. Пучок света, выходящий из щели О, падает на первую сферическую грань призмы АВ, доходит до второй посеребренной отражающей грани СВ и выходит обратно, давая изображение спектра по дуге 010 2. Кривизна граней и дисперсия призмы вы Рис. 7.
браны так, что точки О, 019 02, АиВ лежат приблизительно на одной окружности диаметра, равного радиусу сферической поверхности АВ.
Лит.: Хвольсон О. Д., Курс физики, Т. Н, 5 изд., Берлин, 1923; К б n i g A., Geometrische Optik (Handbuch der Experimentalphysik, В. XX, T. II), Lpz., 1929; Handbuch der Physik, В. XVIII. B., 1927; В a 1 у E. С. C., Spectroscopy, v. I, London, 1924; F ё г у Ch., Prisme 4 faces pour spectrographe ou spectroscope, «Journal de physique thdorique et аррИциёе», Paris, 1910, 4 s6rie, tome IX.
ДИСПЕРСИЯ (от лат. dispersus — рассеянный).
1) Д. света — зависимость показателя прелом ления вещества от цветности (от длины волны Л или частоты колебаний v). Д. резко проявляется при прохождении сквозь призмы, причем белый падающий пучок расходится или рассеивается в виде широкого радужного веераспектра (см.). Изучение призматического спектра и привело И. Ньютона к открытию Д. света. Для веществ прозрачных в видимой части спектра показатель преломления растет с уменьшением длины волны Я, чему и соответствует обычное радужное чередование цветов в спектрах, получаемых от прозрачных призм. Такое изменение ц в зависимости от Л называется нормальной Д. света. В тех областях спектра, где вещество обладает очень большим поглощением, изменение д с длиною волны происходит значительно слож 554
Теория Д. Преломление света в веществе возникает вследствие изменения скорости света; показатель преломления где с0 — скорость света в пустоте, с — скорость его в данной среде.
По электромагнитной теории света (см.) с=, где е — диэлектрическая постоянная. — Если бы величина е не зависела от частоты падающего света, то не имела бы места и Д. света. Таким образом электромагнитная теория должна быть дополнена нек-рыми новыми предположениями, допускающими изменчивость е. Эти новые предположения дает учение о строении вещества, в частности электронная теория (см.). Вещество состоит из отрицательных электронов и положительных протонов, связанных в атомы и молекулы. Взаимодействие света и вещества сводится к взаимному влиянию электрических зарядов вещества и световой электромагнитной волны.
В отсутствие световой волны электрон по классическим представлениям может совершать нек-рое колебательное движение с частотою vQ около положительного центра. Под влиянием света он начинает совершать вынужденные колебания. Предполагая, что сила, удерживающая электрон, Упругого типа и что на него действует нек-рая тормазящая сила, аналогичная трению, т. е. пропорциональная скорости, можем составить следующее уравнение для вынужденных колебаний изолированного электрона: тп^-. у = -4n2mv2x + p^ + E0esin2jrH (1)
(e, m — заряд и масса электрона, д — коэффициент трения, Eq, v — амплитуда и частота вынуждающей гармонической волны). Установившиеся вынужденные колебания будут также периодическими, совершающимися по закону x = Asin2nvt. Подставляя это значение х в равенство (1) и полагая сначала для упрощения д весьма малым, находим, что А = — еЕ° (2) ТП«4л2(1>2 _у2)
В формальной электромагнитной теории сила тока смещев 0Е „ ния в диэлектрике выражается, как — «т-. По электрон471ной теории ток смещения в диэлектрике в действительно^ сти есть сумма двух токов: тока смещения в пустоте 4я Ох и конвекционного тока Ne, где Ne — общий заряд электронов в единице объема. Т. о. по электронной теории для простейшего случая атомов, не влияющих заметно друг на друга и обладающих ничтожным внутренним затуханием, можно написать: ЭЕ дЕ,, дх,Полагая Е = EoSin2лИ, значение (2), находим;
нее. На рисунке сплошной кривой изображен ход показателя преломления для призмы из краски цианина; пунктирной кривой отмечено положение и вид кривой поглощения. Из рисунка видно, что напр. красные лучи преломляются больше фиолетовых, и следовательно вид призматического спектра, полученного от цианина, будет совершенно необычным. Наименее преломляемым цветом будет зеленый, за ним следует синий и фиолетовый, а после них — желтый и красный. Д. света такого рода называется аномальной. В области аномальной Д. света // может приобретать даже значения, меньшие 1. Д. света зависит от химической природы вещества и его плотности. Пустое пространство Д. света не обнаруживает, как с громадной степенью точности показывают астрономические наблюдения.ot
x = Asin2«vt и взяв для А
в = ^2 = 14-------- . ------- ----- (4) т
4л (vj-v2) Формула (4) дает зависимость диэлектрической постоянной от частоты v и одновременно является простейшей формулой Д. света. Впервые она введена на основании упругой теории света (т. е. с упругими постоянными вместо электронных) Зельмейером в 1871. Опадает объяснение как нормальной, так и аномальной Д. света. Если собственные частоты находятся далёко от рассматриваемой спектральной области, то в первом приближении формулу (4) можно написать так: ц — А + В»*2 + Си(5) где А, В, С,... постоянные величины. Эта формула, предложенная Коши, довольно удовлетворительно совпадает с нормальной Д. стекла, кварца, воды й др. прозрачных веществ. При приближении к v0 со стороны ббльших и меньших v обнаруживается аномальная Д. света, причем при v=vQ функция терпит разрыв, ц приобретает значение ± оо. Этот парадоксальный результат есть следствие того, что коэффициент трения g положен равным нулю. Уравнения (1) и (4) относятся к установившемуся процессу вынужденных колебаний, к-рый для ?=*о может быть достигнут только через бесконечно большое время.
В более полной теории Д. света 1) необходимо ввести затухание, т. е. считать g конечной величиной, 2) нельзя рассматривать отдельные атомы и электроны как изолированные: на электрон действует не toлько световая волна,
