Disperzia (elektromagnetické žiarenie)

Disperzia je rozklad/rozdelenie zloženého elektromagnetického žiarenia (napr. svetla) na jeho monochromatické zložky (v prípade svetla na jednotlivé farebné zložky) a/alebo schopnosť prostredia (optickej sústavy) toto rozdelenie spôsobiť a/alebo veličina charakterizujúca toto rozdelenie.

Jednou z veličín charakterizujúcich toto rozdelenie (nazývanou disperzia) je miera vyjadrujúca, koľko nanometrov v spektre pripadá na dĺžku 1 mm. Pre spektroskopiu je dôležité, aby vzniknuté spektrum bolo čo najširšie alebo disperzia čo najväčšia. Veľká disperzia sa dosiahne napríklad vhodným hranolom z flintového skla. Disperzia vzrastá i so stúpajúcim rádom spektra.

Disperzia svetla

Vzniká lomom svetla, na rozhraní dvoch prostredí. Napríklad biele svetlo sa pri prechode hranolom alebo mriežkou rozloží na spektrum, v ktorom možno odlíšiť jednotlivé farby od červenej po fialovú.
Pre fázovú rýchlosť každého vlnenia, teda aj svetelného, platí vzťah: $v=\lambda .f$
$\lambda$ je vlnová dĺžka, f frekvencia svetla.
Frekvencia f vlnenia je daná zdrojom a nezávisí od prostredia, ktorým sa svetlo šíri. Svetlo s rôznymi frekvenciami spôsobuje v oku subjektívny dojem rozličných farieb.
Pri meraní rýchlosti svetla v rôznych prostrediach sa zistilo, že rýchlosť šírenia v danom prostredí závisí od frekvencie svetla teda v = F(f). Tento fyzikálny jav sa volá disperzia svetla.Pretože index lomu je definovaný vzťahom n = c / v, v dôsledku disperzie svetla aj index lomu daného optického prostredia závisí od frekvencie. Pri prechode bieleho svetla zo vzduchu do skla, lomené svetlo nie je biele, jeho okraje sú sfarbené na červeno a fialovo. Hovoríme, že biele svetlo sa pri lome rozložilo na farebné zložky. Najviac sa láme fialové svetlo, najmenej červené. Alfa je rovnaká, beta musí byť rôzny. nč < nf.Pozorovaný jav bude výraznejší, keď biele svetlo necháme dopadať na optický hranol - vzniká sústava farebných pruhov, čo nazývame spektrum. V spektre za sebou nasledujú červená oranžová žltá zelená modrá indigová fialová. Biele svetlo je zmesou jednoduchých spektrálnych svetiel, teda zmesou vlnení s rozličnými frekvenciami.
Svetlo s jednou frekvenciou nazývame monofrekvenčné.
Vzhľadom na to, že frekvencia svetla sa prechodom rôznymi prostrediami nemení, platí : : $f=c/\lambda _{0}=v/\lambda$
Vlnová dĺžka v istom optickom prostredí s indexom lomu n je n-krát menšia ako vlnová dĺžka vo vákuu. n = n(f).
Zložená štruktúra bieleho svetla objasňuje aj farby predmetov. Keď predmet odráža všetky zložky naň dopadajúceho bieleho svetla, javí sa biely. Tráva a listy stromov sú zelené, lebo zo zložiek bieleho svetla pohlcujú istú frekvenciu a zvyšné, odrazené zložky svetla vytvárajú spoločne tzv. doplnkovú farbu, v tomto prípade zelenú. Doplnkové farby majú teda charakter farieb na negatíve farebnej fotografie a sú vysvetlením, prečo sa farebné svetlá napr. na televíznej obrazovke (RGB - Red, Green, Blue) miešajú inak (aditívne), než farby na podklade, napr. pri tlači (CMYK - Cyan, Magenta, Yellow, blacK, subtraktívne miešanie). Keď sa na trávu pozeráme cez červené sklo (prepúšťa najmä červené svetlo), budeme ju vidieť takmer čiernu.