Ragyogjon egy fényt egy prizmán keresztül, vagy akasszon egyet az ablakon egy napsütéses napon, és szivárványt fog látni. Ugyanaz a szivárvány, mint az égen, mert az eső és a nap keverékével teli napon minden esőcsepp miniatűr prizma. A fizikusok számára, akik arról vitatkoznak, hogy a fény hullám vagy részecske, ez a jelenség erős érv az előbbi mellett. Valójában a prizmákkal végzett kísérletek központi szerepet játszottak Issac Newton optikai elméletének és a fény hullámtermészetének megfogalmazásában.
TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)
A fehér fény megtörik, amikor áthalad egy prizmán. Mindegyik hullámhossz más szögben tör el, és a megjelenő fény szivárványt képez.
Fénytörés és a szivárvány
A fénytörés olyan jelenség, amely akkor fordul elő, amikor egy fehér fénysugár áthalad a levegő és egy sűrűbb közeg, például üveg vagy víz közötti határfelületen. A fény sűrűbb közegben lassabban halad, így az interfészen áthaladva irányt változtat - vagy megtörik. A fehér fény a fény összes hullámhosszának keveréke, és mindegyik hullámhossz kissé más szögben tör. Ezért amikor a nyaláb előkerül a sűrűbb közegből, összetevői hullámhosszaira osztották fel. Azok, amelyeket láthat, az ismert szivárványt alkotják.
A törésmutató
A fénytörési szöget egy adott közegben a törésmutatója határozza meg, amely a tulajdonság, amelyet a vákuumban levő fénysebességnek az adott fénysebességgel való elosztásával nyerünk közepes. Amikor a fény átmegy az egyik közegből a másikba, a törésszöget a két közeg törésmutatóinak felosztásával lehet levezetni. Ezt a kapcsolatot Snell törvényének nevezik, amelyet a 17. századi fizikusnak neveztek el, aki felfedezte.
Az üvegen kívül sok más anyag is szivárványt termel. A gyémánt, a jég, a tiszta kvarc és a glicerin csak néhány példa. A szivárvány szélessége a törésmutató függvénye, amely közvetlenül változik az anyag sűrűségétől. Még szivárványt is láthat, amikor a fény átlátszik a kristályon vagy üvegdarabon keresztül a vízből, majd visszavezet a vízbe.
A szivárvány színei
Bár a szivárványt hagyományosan hét összetevő szín alapján azonosítjuk, valójában folytonosságról van szó, amelynek nincsenek külön határai az egyik árnyalattól a másikig. Newton volt az, aki önkényesen hét színre osztotta a spektrumot, tiszteletben tartva az ókori görögöket, akik hétet misztikus számnak hittek. A színek a leghosszabb hullámhossztól a legrövidebbig: piros, narancssárga, sárga, zöld, kék, indigó és ibolya. Ha arra törekszik, hogy emlékezzen a sorrendre, használja a ROYGBIV rövidítést, ejtsd: roy-gee-biv, vagy próbálkozzon ezzel a mnemosával: ROYGave BetténViolets.
A hullámhossz frekvenciája növekszik, amikor a szivárványon halad vörösről lilára. Ez azt jelenti, hogy az egyes fotonok - vagy hullámcsomagok - energiája is növekszik, mert a kettőt közvetlenül összekapcsolja Planck-törvény.