Техника - молодёжи 1980-11, страница 48

НАШИХ ЧИТАТЕЛЕЙ

грань призмы, не просто разлагается, а образует две группы веерообразно расходящихся цветных пучков. В первой — красный, оранжевый и желтый лучи. Во второй — голубой, синий и фиолетовый. Группы эти начинают пересекаться друг с другом. От слияния голубого и желтого возникает зеленый пучок, который увеличивается в размерах по мере отдаления экрана, а общая картина дает трехцветный спектр.

Спектр Ньютона, пожалуй, знаком каждому. Но мало кто знает, что можно получить иной семицветный спектр с малиновым цветом вместо зеленого. Широкий луч солнечного света поделим надвое узкой непрозрачной пластинкой. Призму поставим так, чтобы один луч входил в ее верхнюю часть и преломлялся, давая обычный порядок цветов. Другая же половина луча пусть проходит через нижнюю часть призмы, также преломляясь. За призмой лучи начнут пересекаться друг с другом, а на экране мы увидим спектр, каждая точка которого будет определяться суммарным воздействием всех цветных пучков, попадающих в данную точку. По Ньютону мы должны были бы видеть на «близком» экране темное пятно в середине картины между фиолетовым и красным цветами. Так оно и происходит, но вот, отдаляя экран, замечаем, как темная область — геометрическая тень от непрозрачной пластинки — пропадает и вместо нее между красным и фиолетовым вставляется полоска малинового цвета, а цвета располагаются в следующем порядке: желтый, оранжевый, красный, малиновый, фиолетовый, синий и... голубой! А отнеся экран еще дальше, обнаруживаем, что красный и фиолетовый цвета пропадают, вместо них появляются белые полоски, места усиления света, и, наконец, странный спектр превращается в трехцветный с желтой, малиновой и голубой линиями со светлыми промежутками между ними, причем ширина светлой полоски между желтым и малиновым цветами в два раза шире соседней.

Трехцветные спектры очень похожи на интерференционные и дифракционные картины, образуемые при прохождении света через щели и нити

1

и представляющие собой устойчивые во времени чередования максимумов и минимумов освещенности А нельзя ли получить трехцветный спектр, «разлагая» узкий одноцветный пучок?

На этот вопрос пытался ответить еще Ньютон. Он убедился, что монохроматические лучи не разлагаются на пучки других цветов.

Но это не всегда так! Поведение светового луча в веществе полностью определяется его длиной волны и показателем преломления среды. Однако если взять особый пьезокристалл, кварцевую пластинку, осветить ее лазерным лучом красного цвета (Я=6940 А), то на выходе наряду с красным, получим фиолетовый луч (X=3470 А), так называемая вторая оптическая гармоника.

Подобные явления изучает новый раздел физики — нелинейная оптика. Доказано, что взаимодействие света с веществом может послужить причиной изменения его частоты и что подобный феномен наблюдается только при работе с очень мощными лазерами. Обычный солнечный свет не способен образовывать новых частот в спектре. Однако, проводя эксперименты, я убедился, что это не совсем верно.

Соберем следующую установку. Луч из диапроектора 1 разлагается при помощи призмы прямого зрения в спектр (можно использовать и солнечный свет). Щелью 3 шириной 1—1,5 мм «вырезаем» из образовав-

шегося спектра любой монохроматический пучок и направляем его на призму 4. Выходящий из этой призмы расширенный пучок монохрома попадает на вторую щель 5 шириной 0,1 мм. Пройдя ее, он проходит сквозь призму 6, а из нее — в объектив фотоаппарата.

Посмотрим теперь на цветной слайд. Обнаружим, что любой монохроматический луч, произвольно выбранный из семицветного спектра, «разлагается» в три или четыре линии красного, зеленого и фиолетового цветов с темными промежутками между ними, интенсивность которых зависит от длины волны пучка, попадающего в щель 5.

Теперь можно высказать предположение, что любой цветовой пучок — спектральный, пурпурный или ахроматический, проходя сквозь щель, «разлагается», а точнее, как бы заставляет края щели светиться цветами спектральных тонов. Около одного края щели образуются красный и желтый, около другого — фиолетовый, синий и голубой пучки. Удаляясь от щели, эти две группы веерообразно расходящихся спектральных пучков начинают смешиваться друг с другом, образовывая на различном расстоянии от нее различные цветовые картины.

Элементарные опыты доказывают, что возможности оптики далеко не исчерпаны и что она таит еще много сюрпризов