1. Явление дисперсии и спектры

918(э). Продемонстрируйте дифракционный и призматический спектры. В чем их отличие?

Ответ. В дифракционном спектре ширина цветных полос примерно одинакова, а призматический спектр неравномерен, в нем наиболее растянута фиолетовая часть; меньше всего растянута красная часть.

Кроме того, при нормальной дисперсии в призматическом спектре больше всего отклоняются фиолетовые, а меньше всего красные лучи. В дифракционном спектре — наоборот. Угол отклонения красных лучей больше, чем фиолетовых.

919(э). Получите спектры с помощью призм из кронгласа и флинтгласа и сделайте вывод о том, в каком стекле свет распространяется с большей скоростью.

Ответ. Спектры имеют разную ширину, более растянут спектр, полученный с помощью призмы из флинтгласа. Так как угол отклонения лучей призмой тем больше, чем больше показатель преломления материала призмы, можно сделать вывод, что флинтглас имеет показатель преломления больше, чем показатель преломления кронгласа Известно, что скорость света в веществе где с — скорость света в вакууме. Следовательно, в флинтгласе свет распространяется с меньшей скоростью, чем в кронгласе.

920(э), Какой спектр даст раскаленный кусок железа?

Ответ. Нагретые твердые тела дают сплошной спектр. Поэтому спектр раскаленного куска железа будет сплошным.

921(э). Какой спектр даст светящаяся трубка, в которой происходит газовый разряд?

Ответ. Спектр будет линейчатым, так как газовый разряд дает линейчатый спектр.

Ответы на задачи №920 и 921 желательно проверить с помощью спектроскопа прямого зрения.

922(э). Если перед коллиматором спектроскопа расположить пламя спиртовки и бросить в ее фитиль несколько крупинок поваренной соли, то на фоне сплошного спектра будет видна желтая линия. Чем объяснить появление линейчатого спектра?

Ответ. Линейчатый спектр дают пары. Желтая линия (вернее, две очень близко расположенные линии — дублет) характерна для натрия, который входит в состав поваренной соли

923. Объясните, как получаются фраунгоферовы линии в спектре Солнца.

Ответ. Это линии поглощения. Солнце (без атмосферы) дает сплошной спектр, а атмосфера Солнца, состоящая из паров разных веществ, поглощает излучение соответствующих им частот. На сплошном спектре появляются черные линии поглощения.

924. Материал при дневном освещении имеет красный цвет. Как будет выглядеть этот материал, если его осветить в темноте голубыми лучами.

Ответ. Красный цвет материала объясняется тем, что этот материал отражает красные лучи спектра, а другие поглощает. При освещении голубым светом материал будет выглядеть черным.

925(a). На листе бумаги сделаны две надписи, одна желтой, а другая синей краской. Прочтите эти надписи через синее стекло (светофильтр).

Ответ. Надпись, сделанная синей краской, будет хорошо видна и ее легко прочесть. Надпись желтой краской не видна (или очень слабо видна, что определяется качеством синего светофильтра). Светофильтр должен пропускать только синие лучи спектра, а все другие поглощать.

926. Как обнаруживают невидимые ультрафиолетовые и инфракрасные лучи?

Ответ. Инфракрасные или ультрафиолетовые лучи обнаруживают по какому-нибудь их действию. Например, ультрафиолетовые лучи вызывают люминесценцию, действуют на фотоэмульсию. Инфракрасные лучи обладают тепловым действием (обнаруживают их с помощью болометра или термоэлемента), а также действуют на специальные (сенсибилизированные) фотопластинки.

927. Можно ли загореть в комнате у освещенного солнцем, но закрытого окна?

Ответ. Нет. Загар вызывается действием ультрафиолетовых лучей, а обычное оконное стекло ультрафиолетовые лучи не пропускает.

928. Почему колбы ртутных ламп изготавливаются из кварцевого стекла?

Ответ. Ртутные лампы применяют для получения излучения, богатого ультрафиолетовыми лучами. Кварцевое стекло прозрачно для ультрафиолетового излучения.

929. Какой спектр у тормозного рентгеновского излучения?

Ответ. Тормозное излучение получается при торможении потока электронов в рентгеновской трубке. Электроны обладают разными энергиями и при их торможении возникает рентгеновское излучение разных длин волн. Спектр сплошной.

930. Видимый свет имеет частоты от до гц. Каков интервал длин волн у видимого света?

Решение. Длина волны

931. Рентгеновские лучи имеют частоты в пределах . Определите длины волн этих лучей в ангстремах.

Решение.

932. На рисунке 305 дан график зависимости показателя преломления стекла от длины световой волны. Определите скорость световых волн в стекле, если

Решение. По графику (рис. 305) определяем, что

8000 А соответствует показатель преломления

933. На поверхность воды падают красные лучи света с длиной волны Определите длину волны этих лучей в воде, если показатель ее преломления Какого цвета лучи увидит человек, находящийся под водой?

Решение. Длина волны в вакууме где частота электромагнитных колебаний. Отсюда При

Рис. 412.

переходе в другую среду частота колебаний не изменяется; изменяется скорость распространения волн и длина волны. Длина волны в воде где скорость волн в воде Подставив значения в выражения для получаем

В вакууме такую длину волны имеют не красные, а зеленые лучи. Человек же под водой увидит красный свет, так как цветовое восприятие определяется не длиной волны, а частотой электромагнитных колебаний.