# Дисперсия света: почему радуга цветная > Белый свет — коктейль из цветов. Призма раскладывает его по «порциям» волн: красный преломляется слабее, фиолетовый сильнее. Радуга — та же призма из капель воды. **Физика, 9 класс.** Урок бесплатного онлайн-самоучителя «ШкольныйГид». Обновлено: 2026-09-27. Страница урока: https://shkolniygid.ru/fizika/9-klass/dispersion-sveta/ Солнечный свет кажется белым, но в 1666 году Ньютон направил его на стеклянную призму — и на стене вспыхнула радуга: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый. Белый цвет оказался смесью всех цветов сразу. Это явление — **дисперсия света** — объясняет и радугу, и блики на CD-диске, и то, почему небо голубое. ### Почему призма раскладывает свет Свет — электромагнитные волны, и каждый цвет имеет свою **длину волны**: красный — около 750 нм, фиолетовый — около 380 нм. При переходе из воздуха в стекло волна замедляется, и чем короче волна, тем сильнее замедление — тем сильнее луч преломляется. Фиолетовые лучи «сворачивают» круче всех, красные — слабее всех. Призма разведёт их веером, и мы увидим непрерывную полосу цветов — **спектр**. $$c = \lambda \cdot \nu$$ *Скорость света = длина волны × частота: у каждого цвета своя λ* | Цвет | Длина волны | Преломляется | | --- | --- | --- | | Красный | ≈ 620–750 нм | слабее всех | | Зелёный | ≈ 500–565 нм | средне | | Фиолетовый | ≈ 380–450 нм | сильнее всех | > **Ловушка.** Не путай дисперсию с разложением в «цветные полосы» от тонких плёнок (интерференция) и с рассеянием света (небо голубое). Дисперсия — это именно зависимость преломления от цвета волны. И порядок цветов спектра легко перепутать: от красного к фиолетому длина волны уменьшается, а преломление растёт. ### Показатель преломления зависит от частоты Стекло имеет «один» показатель преломления только в школьной таблице. На самом деле n зависит от частоты света: у обычного крон-стекла для красного луча n ≈ 1,51, для фиолетового n ≈ 1,53; у тяжёлого флинтгласса — 1,64 против 1,66. Разница маленькая, но призма её накапливает: луч преломляется дважды, на двух гранях, и красный выходит из призмы под заметно другим углом, чем фиолетовый. В этом весь фокус: чем выше частота, тем сильнее свет «цепляется» за атомы среды, тем медленнее он в стекле и тем круче ломается на границе. Зависимость показателя преломления от частоты и называется дисперсией света; спектр призмы и радуга — лишь её следствия. В вакууме всё честно: любые волны летят с одной скоростью c, поэтому свет звезды не «размазывается» в спектр, пока не встретит атмосферу или стекло. Белый луч — это упаковка всех частот сразу, призма лишь сортирует его, как почтовая лента — письма по ячейкам. Отсюда и цветной блеск алмаза: разброс показателей преломления у него больше, чем у стекла, поэтому искры от его граней особенно многоцветны. Скорость в среде считается по формуле v = c/n: раз у фиолетового n больше, значит, в стекле он движется медленнее красного. Прямое доказательство, что свет замедляется, получил Фуко в 1850 году: его измерение в воде и в воздухе стало ударом по корпускулярной теории Ньютона и поддержкой волновой. Дисперсия — продолжение той же истории: волны разной частоты замедляются в веществе по-разному. ### Радуга и повторный опыт Ньютона Радуга — та же призма, только стеклянная заменена каплями дождя. Солнечный луч входит в каплю, преломляется, отражается от задней стенки и выходит обратно к наблюдателю, разложенный в спектр. Каждый наблюдатель видит свою радугу: свет из миллионов капель строит дугу под углом 42° к линии «солнце — глаз — тень». Вторая радуга слабее и с обратным порядком цветов — свет в капле отразился дважды. Ньютон доказал, что цвета не «порча стекла», а часть самого света: он собрал спектр обратно второй призмой и снова получил белый луч. Белый свет — не «пустой», а сумма всех цветов; предметы не «красят» свет, а отражают одни длины волн и поглощают другие: красная книга отражает красный, синяя — синий. **Задача: у какого луча больше частота** 1. Дано: два луча — с длиной волны 400 нм и 700 нм. По формуле c = λν частота обратно пропорциональна длине волны. 2. λ = 400 нм — короче, значит частота ν = c/λ выше. Это фиолетовый участок спектра. 3. λ = 700 нм — длиннее, частота ниже, это красный. Фиолетовый свет «частотнее» красного почти вдвое. > **Совет.** Запомни порядок спектра фразой «Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан» — красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый. И свяжи концы: красный — самая длинная волна и слабейшее преломление, фиолетовый — самая короткая и сильнейшее. ### Семь цветов — условность Ньютона Спектр непрерывен: между любыми соседними полосами глаз видит плавный переход. Ньютон сначала различал в спектре пять цветов, потом добавил оранжевый и синий — чтобы их стало ровно семь, по числу нот в октаве: оптику он любил сравнивать с музыкой. На деле в радуге сотни оттенков, и границы между «жёлтым» и «зелёным» проведены договорённостью, а не природой. Проверь себя на «пропавшем» цвете: в спектре нет пурпурного. Он рождается только при смешении красного и фиолетового лучей — ни одна длина волны радуги его не даёт. Зато белый, жёлтый и розовый — цвета-смеси: белый глаз видит, когда приходят все волны сразу. Поэтому экрану достаточно трёх цветов — красного, зелёного и синего: их комбинации рисуют любые оттенки. Ньютон проверял слияние цветов простым трюком: раскрасил круг по секторам спектра и заставил его крутиться. При быстром вращении глаз не успевает разделять цвета, и диск выглядит грязновато-белым. Этот «диск Ньютона» до сих пор продают как игрушку — и до сих пор сбивают с толку: чистого белого на нём не выходит, ведь отражённые краски всегда «вычитают» часть света. ### Краски и свет смешиваются по-разному Смешиваешь лучи — цвета складываются: красный с зелёным дают жёлтый, все три основных луча дают белый. Это аддитивное смешение, на нём работает экран. Краски поступают наоборот: они вычитают из света часть спектра. Синяя краска поглощает красный и зелёный, жёлтая — синий; вместе они отражают только зелёный. Такое вычитательное смешение всегда темнит результат: смешай все краски — получишь грязно-бурый, а не белый. Цвет предмета — это длины волн, которые он не поглотил. Красная обложка отражает красную часть спектра, а в чисто зелёном освещении станет почти чёрной: отражать нечего. Поэтому продавцы тканей выносят товар на дневной свет, а фотограф перед съёмкой снимает серую карту — чтобы прибор знал, какой свет в кадре. ### Дисперсия в технике: ахроматическая линза и спектроскоп У дисперсии есть обратная сторона. Линза — та же призма со скруглёнными гранями: фиолетовые лучи она преломляет сильнее красных, и изображение звезды расплывается цветными каемками. Это хроматическая аберрация, главный враг первых телескопов. В 1758 году лондонский оптик Джон Доллонд запатентовал ахроматическую линзу из двух сортов стекла: крон и флинт подбирают так, чтобы их дисперсии почти гасили друг друга, а преломление оставалось. Двойные объективы по этой схеме до сих пор стоят в биноклях и телескопах. Другие, наоборот, сделали дисперсию научным инструментом. Призма спектроскопа разводит свет в спектр, и по линиям в нём читают химический состав. В 1814 году Фраунгофер зарисовал в спектре Солнца сотни тёмных линий, а в 1859 году Кирхгоф и Бунзен объяснили их смысл: каждый элемент поглощает и испускает свой набор длин волн. Так гелий впервые нашли в спектре Солнца — за 27 лет до того, как выделили его на Земле. ### Считаем частоту света **Разбор: красный против фиолетового** 1. Дано: красный луч с λ = 750 нм и фиолетовый с λ = 375 нм. Скорость света c = 3·10⁸ м/с. 2. Переводим нанометры в метры: 750 нм = 7,5·10⁻⁷ м, 375 нм = 3,75·10⁻⁷ м. 3. Связь длины волны и частоты: ν = c/λ. — $$\nu = \frac{c}{\lambda}$$ 4. Для красного: ν = 3·10⁸ / 7,5·10⁻⁷ = 4·10¹⁴ Гц. 5. Для фиолетового: ν = 3·10⁸ / 3,75·10⁻⁷ = 8·10¹⁴ Гц. 6. Ответ: красный — 4·10¹⁴ Гц, фиолетовый — 8·10¹⁴ Гц. Волна вдвое короче — частота вдвое выше, и призма уводит фиолетовый сильнее. ### Словарь урока **Дисперсия** — зависимость показателя преломления вещества от частоты света **Спектр** — полоса цветов, в которую призма разлагает белый свет **Показатель преломления n** — во сколько раз свет медленнее в веществе, чем в вакууме **Хроматическая аберрация** — цветные каемки вокруг изображения, которые даёт простая линза из-за дисперсии **Спектральный анализ** — определение химического состава вещества по его спектру **Ахроматическая линза** — двойная линза из крона и флинта, гасящая цветные искажения ### Как это спрашивают на контрольной 1. Дисперсия — про преломление разных цветов, а не про рассеяние: голубизна неба — другая история. 2. В радуге красный всегда сверху; вторая радуга слабее и с обратным порядком цветов. 3. Нанометры переводятся в метры умножением на 10⁻⁹ — без этого ν = c/λ не посчитать. 4. Спектр непрерывен: семь цветов — условность, а пурпурного в спектре нет вовсе. *[Интерактив: Хронология дисперсии — доступен на странице урока]* *[Интерактив: Собери пары — доступен на странице урока]* *[Интерактив: Два края спектра — доступен на странице урока]* ## Частые вопросы ### Почему призма разлагает белый свет? Лучи разных цветов преломляются по-разному: чем короче волна, тем сильнее преломление. Белый свет — смесь, и призма «разводит» его веером цветов. ### Какие цвета входят в спектр белого света? Красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый. Деление условно — спектр непрерывен. ### Почему радуга имеет форму дуги? Свет отражается от капель под углом около 42° к направлению «солнце — глаз». Точки под этим углом образуют окружность — мы видим её верхнюю часть как дугу. ### Чему равна длина волны красного и фиолетового света? Красный — примерно 620-750 нм, фиолетовый — 380-450 нм. Между ними лежат все остальные цвета спектра. ## Проверь себя (вопросы и ответы) #### Вопрос 1: Дисперсия света — это… - ☐ отражение от зеркала - ✅ зависимость преломления от длины волны - ☐ поглощение света - ☐ усиление света *Пояснение: Лучи разного цвета преломляются по-разному, поэтому призма раскладывает белый свет в спектр.* #### Вопрос 2: Какой цвет преломляется сильнее всех? - ☐ Красный - ☐ Зелёный - ✅ Фиолетовый - ☐ Оранжевый *Пояснение: У фиолетового самая короткая волна — он сильнее всех замедляется в стекле и сильнее преломляется.* #### Вопрос 3: Сколько основных цветов выделяют в спектре? **Ответ:** 7 *Пояснение: Семь: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый (условно — спектр непрерывный).* #### Вопрос 4: Белый свет — это смесь всех цветов спектра. - ✅ Правда - ☐ Неправда *Пояснение: Ньютон собрал спектр обратно призмой и получил белый луч — белый цвет является смесью всех.* #### Вопрос 5: Какие утверждения верны? - ✅ Радуга образуется в каплях воды - ✅ Фиолетовый свет имеет самую короткую волну - ☐ Дисперсия открыта Ломоносовым - ☐ В радуге порядок цветов случайный *Пояснение: Капли работают как призма, фиолетовый — край с минимальной длиной волны. Дисперсию открыл Ньютон, а порядок цветов в радуге всегда одинаковый.* #### Вопрос 6: Сопоставь цвет и длину волны. - красный — ≈ 750 нм - зелёный — ≈ 530 нм - фиолетовый — ≈ 400 нм - белый — смесь всех волн *Пояснение: Спектр идёт от 750 нм (красный) до 380 нм (фиолетовый), а белый — сумма.* #### Вопрос 7: Вставь пропущенное. Скорость света связана с длиной волны и частотой формулой c = λ · **ν**, а у фиолетового луча длина волны **меньше**, чем у красного. *Пояснение: c = λν, и коротковолновый фиолетовый преломляется сильнее — в этом суть дисперсии.* ## Тренажёр На [странице тренажёра](https://shkolniygid.ru/fizika/9-klass/dispersion-sveta/trenazher/) — 3 типов задач с бесконечными вариантами чисел, проверкой ответа и разбором каждого шага.