Разложение света в спектр. Нормальная и аномальная дисперсия.

Разложение света в спектр связано с дисперсией света (разложение света) — это явление зависимости абсолютного показателя преломления вещества от длины волны света (частотная дисперсия), а также, от координаты (пространственная дисперсия), или, что то же самое, зависимость фазовой скорости света в веществе от длины волны (или частоты). Экспериментально открыта Ньютоном около 1672 года, хотя теоретически достаточно хорошо объяснена значительно позднее.

 Один из самых наглядных примеров дисперсии — разложение белого света при прохождении его через призму (опыт Ньютона). Сущностью явления дисперсии является неодинаковая скорость распространения лучей света c различной длиной волны в прозрачном веществе — оптической среде (тогда как в вакууме скорость света всегда одинакова, независимо от длины волны и следовательно цвета). 

Обычно чем больше частота волны, тем больше показатель преломления среды и меньше ее скорость света в ней (нормальная дисперсия):

у красного цвета максимальная скорость в среде и минимальная степень преломления,у фиолетового цвета минимальная скорость света в среде и максимальная степень преломления.

Впоследствии, изучая преломление света в призмах, наполненных молекулами красителя, было обнаружено, что эта зависимость принимала более сложный вид (снизу).

Существует интервал длин волн, где поведение N аномально. Отрезок AB и CD соответствует нормальной дисперсии. Отрезок BC, где dn/dλ > 0 (n растет с длиной волны – описывает аномальную дисперсию.

Согласно современным представлениям и нормальная, и аномальная дисперсии представляют собой явления единой природы. Эта точка зрения основывается на электромагнитной теории света, с одной стороны, и на электронной теории вещества, — с другой. Термин «аномальная дисперсия» сохраняет сегодня лишь исторический смысл, поскольку «нормальная дисперсия» — это дисперсия в области длин волн, при которых отсутствует поглощение света данным веществом, а «аномальная дисперсия» — это дисперсия в области  λ, при которых происходит поглощение света веществом (например, в парах йода)