Dispersion
- För typen av blandningar (dispersa system), se dispersion (kemi).
Inom fysiken syftar dispersion på vissa typer av spridning. Med dispersion avses då inte onoggrannhet och rubbning av exakthet utan ett fysiskt fenomen.
Begreppet innefattar frekvensspridning inom optiken, vissa mekaniska vågors utbredning, gemmologi och för verkan av van der Waals-krafter i gaser och kolloidala system (se vidare dispersion (kemi)). I övriga fall och inom akustik används termen spridning.
Elektromagnetisk strålnings vinkelhastighet beror på dess frekvens och ger därför för vitt ljus en uppdelning i olika våglängd, när det passerar ett glasprisma eller vattendroppar - regnbågen. Dispersion inom astrofysik avser den, i varierande grad, fördröjning som drabbar strålning som sprids mot elektroner i interstellära rymden.
Inom exempelvis fibertekniken skiljer man sålunda på:
Moddispersion:
- Spridning i löptid (periodtid) mellan olika moder. Uppstår endast i multimodefiber
Materialdispersion:
- Glasets brytningsindex och därmed ljusets hastighet i fibern ändras med våglängden. Detta medför att det blir periodtidsvariationer mellan de skilda våglängderna i ljusets spektrum.
Inom gemmologin är en stark dispersion önskvärd. Den ger en ofärgad smyckesten tillsammans med god slipning ett färgspel i regnbågsfärger och brukar kallas att stenen har eld. Effekten är tydlig hos diamant. Måttet på dispersionen är skillnaden i brytningsindex för blått och rött ljus hos stenen. Traditionellt mäts brytningsinexen vid de fraunhoferska linjerna G och B motsvarande våglängderna 430,8 (blått ljus) respektive 686,7 nm (rött ljus) och skillnaden anges som BG-dispersion. Ibland anges CF-dispersion där C-linjen ligger vid 656,3 nm och F-linjen vid 486,1 nm.[1] Dispersion är en materialegenskap och kan användas som ett led att identifiera mineral och smyckestenimitationer. Exempel på dispersionsvärden är:
- kubisk zirkonia 0,060 BG, 0,035 CF
- diamant 0,044 BG, 0,025 CF
- zirkon 0,039 BG, 0,022 CF
- bergkristall 0,013 BG, 0,008 CF
- vatten 0,010 BG, 0,006 CF[2]
För vågor i och på vatten talar man ofta om dispersion, medan man för andra mekaniska vågor, t.ex. om ljuds utbredning och riktningskarakteristik säger spridning.
Se även
Referenser
Noter
- ^ Walter Schumann, 2002, Ädelstenar och Prydnasstenar, Världens alla arter och varieteter 1600 exempel, 13:e utökade och uppdaterade upplagan, utgiven av Sveriges Gemmologiska Riksförening, sidan 41, ISBN 978-91-631-9069-8
- ^ Ingelstam E., Sjöberg S., ELFYMA-tabellen 3. uppl., Sjöbergs förlag Stockholm, sidan 62, (interpolerat indexvärde för B-linjen)
Externa länkar
Wikimedia Commons har media som rör Dispersion.
Media som används på denna webbplats
This is a conceptual animation of the dispersion of light as it travels through a triangular prism.
In vacuum (shown in black), light of any wavelength will travel at a fixed speed, c. But light slows down in a different medium (such as glass or water), and light of shorter wavelengths (like indigo) will tend to travel slower than light of longer wavelengths (like red)
This model attempts to convey this fact and its consequences by idealizing light as small particles travelling in space. Of course, light is not made of small particles but of electromagnetic waves, so keep in mind this conceptual aspect of the image to avoid any misconceptions about the nature of light itself. For our purposes, however, the model will suffice.
White light, represented here by white dots, is actually made out of light of several frequencies (colors) travelling together. These basic frequencies of visible light are part of what we call visible spectrum, and it is only tiny part of the entire electromagnetic spectrum.
As white light enters a medium (in this case, the prism), each of its composing wavelengths will travel at a different speed in the new medium, and this change in speed is what bends the path in which light is travelling. This is the phenomenon we call refraction. The ratio between the speed of light in vacuum and the speed of light in a medium is what we call index of refraction, and this value is specific for a given wavelength and medium.
Since light of different wavelengths will change direction by a different amount, we will experience a division of white light in its composing spectral colors, represented here by colored dots. This is what we call dispersion.
Once the basic frequencies are separated in this animation, we can easily see the difference on their speeds. Red, with a long wavelength, passes through almost without any change, whereas indigo (with short wavelength) is left behind by all the other colors. However, this difference in speed does not hold in vacuum, and this can be seen on how all light exiting the prism will once again travel at the constant speed of light in vacuum.
This is all just an easy way of seeing it, so it is important to stress once again the fact that this model is not entirely accurate, as light is not made of little round particles, and white light can't exist on its own (as can be misunderstood from the big white dots).Författare/Upphovsman: Gregory Phillips, Licens: CC BY-SA 3.0
Photo of a round brilliant-cut cubic zirconia. Due to its low cost and close visual likeness to diamond, cubic zirconia has remained the most gemologically and economically important diamond simulant elma since 1976.
Författare/Upphovsman: Ingen maskinläsbar skapare angavs. Andreas Rejbrand antaget (baserat på upphovsrättsanspråk)., Licens: CC BY-SA 3.0
Optical dispersion; photo taken by me, Andreas Rejbrand.