سلط ضوءًا من خلال منشور ، أو علق ضوءًا في النافذة في يوم مشمس ، وسترى قوس قزح. إنه نفس قوس قزح الذي تراه في السماء لأنه ، في يوم مليء بمزيج من المطر والشمس ، تعمل كل قطرة مطر كمنشور مصغر. بالنسبة للفيزيائيين الذين يناقشون ما إذا كان الضوء موجة أم جسيم ، فإن هذه الظاهرة هي حجة قوية للأول. في الواقع ، كانت التجارب على المنشور محورية في صياغة إسحاق نيوتن لنظرية البصريات والطبيعة الموجية للضوء.
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)
ينكسر الضوء الأبيض عندما يمر عبر منشور. ينكسر كل طول موجي بزاوية مختلفة ، ويشكل الضوء المنبعث قوس قزح.
الانكسار وقوس قزح
الانكسار هو ظاهرة تحدث عندما يمر شعاع من الضوء الأبيض عبر الواجهة بين الهواء ووسط أكثر كثافة ، مثل الزجاج أو الماء. ينتقل الضوء بشكل أبطأ في وسط أكثر كثافة ، لذلك يغير اتجاهه - أو ينكسر - عندما يمر عبر الواجهة. الضوء الأبيض هو مزيج من جميع الأطوال الموجية للضوء ، وينكسر كل طول موجي بزاوية مختلفة قليلاً. لذلك ، عندما تخرج الحزمة من الوسط الأكثر كثافة ، يتم تقسيمها إلى أطوال موجية مكونة. تلك التي يمكنك رؤيتها تشكل قوس قزح المألوف.
مؤشر الانكسار
يتم تحديد زاوية الانكسار في وسط معين من خلال معامل الانكسار ، وهو a خاصية مشتقة من قسمة سرعة الضوء في الفراغ على سرعة الضوء في ذلك المعين متوسط. عندما يمر الضوء من وسيط إلى آخر ، يمكن اشتقاق زاوية الانكسار بقسمة مؤشرات انكسار الوسطين. تُعرف هذه العلاقة باسم قانون سنيل ، الذي سمي على اسم عالم الفيزياء في القرن السابع عشر الذي اكتشفها.
تنتج العديد من المواد الأخرى إلى جانب الزجاج أقواس قزح. الماس والجليد والكوارتز الصافي والجلسرين ليست سوى بعض الأمثلة. عرض قوس قزح هو دالة لمؤشر الانكسار ، والذي يختلف بشكل مباشر مع كثافة المادة. يمكنك حتى رؤية قوس قزح عندما يمر الضوء من الماء عبر بلورة شفافة أو قطعة من الزجاج ويعود إلى الماء.
ألوان قوس قزح
على الرغم من أننا نحدد تقليديًا قوس قزح من خلال سبعة ألوان مكونة ، إلا أنه في الواقع عبارة عن سلسلة متصلة بدون حدود منفصلة من درجة لون إلى أخرى. كان نيوتن هو الذي قسّم الطيف بشكل تعسفي إلى سبعة ألوان احترامًا لليونانيين القدماء ، الذين اعتقدوا أن سبعة عدد صوفي. الألوان بالترتيب من الأطول الموجية إلى الأقصر هي الأحمر والبرتقالي والأصفر والأخضر والأزرق والنيلي والبنفسجي. إذا كنت تبحث عن طريقة لتذكر الأمر ، فاستخدم الاختصار ROYGBIV ، أو نطق roy-gee-biv ، أو جرب هذا التذكر: ROYجيافي بإلخأناالخامسiolets.
يزداد تردد الطول الموجي كلما تقدمت عبر قوس قزح من الأحمر إلى البنفسجي. هذا يعني أن طاقة الفوتونات الفردية - أو الحزم الموجية - تزداد أيضًا ، لأن الاثنين مرتبطان ارتباطًا مباشرًا بقانون بلانك.