תאיר אור דרך פריזמה, או תלה בחלון ביום שמש, ותראה קשת. זו אותה קשת שאתה רואה בשמיים מכיוון שביום עם תערובת של גשם ושמש כל טיפת גשם משמשת כפריזמה מיניאטורית. עבור פיזיקאים המתלבטים אם האור הוא גל או חלקיק, תופעה זו מהווה טיעון חזק עבור הראשונים. למעשה, ניסויים עם מנסרות היו מרכזיים בניסוח של איסקאק ניוטון את תורת האופטיקה ואופי הגל של האור.
TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)
אור לבן נשבר כאשר הוא עובר דרך מנסרה. כל אורך גל נשבר בזווית אחרת, והאור המתהווה יוצר קשת.
השבירה והקשת
שבירה היא תופעה שקורה כאשר קרן אור לבן עוברת בממשק שבין אוויר למדיום צפוף יותר, כמו זכוכית או מים. האור נע לאט יותר במדיום צפוף יותר, ולכן הוא משנה כיוון - או נשבר - כאשר הוא עובר דרך הממשק. אור לבן הוא תערובת של כל אורכי הגל של האור, וכל אורך גל נשבר בזווית מעט שונה. לכן, כאשר הקורה יוצאת מהמדיום הצפוף יותר, היא פוצלה באורכי הגל המרכיבים אותה. אלה שאתה יכול לראות יוצרים את הקשת המוכרת.
מדד השבירה
זווית השבירה במדיום מסוים מוגדרת על ידי אינדקס השבירה שלה, שהוא a תכונה הנגזרת על ידי חלוקת מהירות האור בוואקום במהירות האור בפרט זה בינוני. כאשר האור עובר ממדיום אחד למשנהו, ניתן לגזור את זווית השבירה על ידי חלוקת מדדי השבירה של שני המדיות. מערכת יחסים זו ידועה כחוק סנל, על שם הפיזיקאי מהמאה ה -17 שגילה אותה.
חומרים רבים אחרים מלבד זכוכית מייצרים קשתות. יהלום, קרח, קוורץ שקוף וגליצרין הם רק כמה דוגמאות. רוחב הקשת הוא פונקציה של אינדקס השבירה, המשתנה ישירות עם צפיפות החומר. אתה יכול אפילו לראות קשת כאשר האור עובר מהמים דרך גביש צלול או פיסת זכוכית וחוזר למים.
צבעי הקשת
למרות שאנו מזהים באופן מסורתי קשת לפי שבעה צבעים רכיבים, היא למעשה רצף ללא גבולות נפרדים מגוון אחד למשנהו. היה זה ניוטון שחילק באופן שרירותי את הספקטרום לשבעה צבעים בהתייחס ליוונים הקדמונים, שהאמינו שבעה הם מספר מיסטי. הצבעים הם, לפי אורך הגל הארוך ביותר לקצר ביותר, אדום, כתום, צהוב, ירוק, כחול, אינדיגו וסגול. אם אתה מחפש דרך לזכור את ההזמנה, השתמש בראשי תיבות ROYGBIV, מבוטא רוי-גי-ביוו, או נסה את המינון הזה: רועיזave בettאניוסגולות.
תדר אורך הגל עולה ככל שעוברים על פני הקשת מאדום לסגול. המשמעות היא שהאנרגיה של הפוטונים הבודדים - או חבילות הגל - גוברת גם היא מכיוון שהשניים קשורים ישירות על פי חוק פלאנק.