Sära valgus läbi prisma või riputa see päikeselisel päeval aknale ja näed vikerkaart. See on sama vikerkaar, mida näete taevas, sest päeval, kus on vihma ja päikese segu, toimib iga vihmapiisk miniatuurse prismana. Füüsikute jaoks, kes arutlevad selle üle, kas valgus on laine või osake, on see nähtus esimese jaoks tugev argument. Tegelikult olid katsed prismadega kesksel kohal Issac Newtoni optikateooria ja valguse lainelise olemuse sõnastamisel.
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Valge valgus murdub, kui see läbib prisma. Iga lainepikkus murdub erineva nurga all ja tekkiv valgus moodustab vikerkaare.
Murdumine ja vikerkaar
Murdumine on nähtus, mis juhtub siis, kui valge valgusvihk läbib õhu ja tihedama keskkonna, näiteks klaasi või vee, liidese. Valgus liigub tihedamas keskkonnas aeglasemalt, nii et see liidest läbides muudab suunda - või murdub. Valge valgus on segu kõigist valguse lainepikkustest ja iga lainepikkus murdub veidi erineva nurga all. Seega, kui kiir tihedamast keskkonnast väljub, on see jaotatud komponendi lainepikkusteks. Need, mida näete, moodustavad tuttava vikerkaare.
Murdumisnäitaja
Murdumisnurk konkreetses keskkonnas on määratletud selle murdumisnäitaja järgi, milleks on a omadus, mis saadakse valguse kiiruse jagamisel vaakumis selle konkreetse valguse kiirusega keskmine. Kui valgus läheb ühest keskkonnast teise, saab murdumisnurga tuletada, jagades kahe keskkonna murdumisnäitajad. Seda suhet tuntakse kui Snelli seadust, mis on nimetatud selle avastanud 17. sajandi füüsikule.
Vikerkaari tekitavad peale klaasi ka paljud muud materjalid. Teemant, jää, läbipaistev kvarts ja glütseriin on vaid mõned näited. Vikerkaare laius on murdumisnäitaja funktsioon, mis varieerub otseselt materjali tihedusega. Võite isegi näha vikerkaart, kui valgus läheb veest läbi selge kristalli või klaasitüki ja läheb tagasi vette.
Vikerkaare värvid
Kuigi traditsiooniliselt identifitseerime vikerkaare seitsme komponentvärvi järgi, on see tegelikult järjepidevus, millel puuduvad diskreetsed piirid ühest toonist teise. Just Newton jagas spektri omavoliliselt seitsmeks värviks, austades vanakreeklasi, kes uskusid, et seitse on müstiline arv. Värvid on järjestuses alates pikimast lainepikkusest kuni lühimani, punane, oranž, kollane, roheline, sinine, indigo ja violetne. Kui otsite viisi, kuidas tellimust meelde jätta, kasutage akronüümi ROYGBIV, hääldatakse roy-gee-biv, või proovige järgmist mälupilti: ROYGave BettiViolets.
Lainepikkuse sagedus suureneb, kui liigute üle vikerkaare punasest violetseks. See tähendab, et suureneb ka üksikute footonite - või lainepakettide - energia, kuna need kaks on Plancki seadusega otseselt seotud.