Подивіться в дощове небо! Що ти бачиш? Ну, якщо тільки що дощило, а сонце знову світить, швидше за все, ви побачите веселку. Завжди прекрасне видовище, чи не так? Але чому так, що після дощів повітря, здається, виловлює світло саме правильним способом, щоб створити це чудове природне явище? Подібно до зірок, галактик і польоту джмеля, якась складна фізика лежить в основі цього прекрасного дії природи. Для початківців цей ефект, коли світло розбивається на видимий спектр кольорів, відомий як Дисперсія світла. Інша назва його - призматичний ефект, оскільки ефект такий же, як якщо б ви дивились на світло крізь призму.
Простіше кажучи, світло передається на декількох різних частотах або довжинах хвиль. Те, що ми називаємо «кольором», - це насправді видима довжина хвилі світла, яка рухається з різною швидкістю через різні носії. Іншими словами, світло просувається з різною швидкістю через вакуум простору, ніж це відбувається через повітря, воду, скло або кристал. І коли він контактує з іншим середовищем, різні довжини хвилі кольору переломлюються під різними кутами. Ті частоти, які рухаються швидше, заломлюються під нижчим кутом, а ті, що рухаються повільніше, переломлюються під більш гострим кутом. Іншими словами, вони розповсюджуються на основі їх частоти та довжини хвилі, а також матеріалів Індексу заломлення (тобто, наскільки різко заломлює світло).
Загальний ефект цього - різні частоти світла, що переломлюються під різними кутами, коли вони проходять через середовище, - полягає в тому, що вони видаються неозброєним оком як спектр кольору. У разі веселки це відбувається внаслідок проходження світла повітря, насиченого водою. Сонячне світло часто називають «білим світлом», оскільки це поєднання всіх видимих кольорів. Однак, коли світло вражає молекули води, які мають більш сильний показник заломлення, ніж повітря, воно розсіюється у видимий спектр, створюючи тим самим ілюзію кольорової дуги на небі.
Тепер розглянемо вікно та призму. Коли світло пройде через скло, яке має паралельні сторони, світло повернеться в тому ж напрямку, що і ввійшов у матеріал. Але якщо матеріал буде мати форму призми, кути кожного кольору будуть перебільшеними, а кольори відображатимуться як спектр світла. Червоний, оскільки має найдовшу довжину хвилі (700 нанометрів) з'являється у верхній частині спектра, переломлюючись найменше. За нею незабаром слідують помаранчевий, жовтий, зелений, блакитний, індиго та фіолетовий (або ROY G. GIV, як деякі кажуть). Ці кольори, слід зазначити, не виглядають як ідеально чіткі, а зливаються по краях. Лише за допомогою постійних експериментів та вимірювань вчені змогли визначити чіткі кольори та їх конкретні частоти / довжини хвилі.
Ми написали багато статей про розсіювання світла для Space Magazine. Ось стаття про телескоп рефрактора, а також стаття про видиме світло.
Якщо вам потрібна додаткова інформація про розповсюдження світла, перегляньте ці статті:
дисперсія світла призмами
Питання та відповіді: Розсіювання світла
Ми також записали епізод "Астрономічна ролях" про космічний телескоп "Хаббл". Слухайте тут, Епізод 88: Космічний телескоп Хаббла.
Джерела:
http://en.wikipedia.org/wiki/Refractive_index
http://en.wikipedia.org/wiki/Dispersion_%28optics%29
http://www.physicsclassroom.com/class/refrn/u14l4a.cfm
http://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/index.php?topic=415.0
http://www.school-for-champions.com/science/light_dispersion.htm
