프리즘을 통해 빛을 비추거나 맑은 날 창문에 걸면 무지개를 볼 수 있습니다. 비와 태양이 섞인 날에는 각 빗방울이 미니어처 프리즘 역할을하기 때문에 하늘에서 보는 것과 같은 무지개입니다. 빛이 파동인지 입자인지를 토론하는 물리학 자들에게이 현상은 전자에 대한 강력한 주장입니다. 사실, 프리즘을 사용한 실험은 Issac Newton의 광학 이론과 빛의 파동 특성에 대한 공식화의 핵심이었습니다.
TL; DR (너무 깁니다. 읽지 않음)
백색광은 프리즘을 통과 할 때 굴절됩니다. 각 파장은 다른 각도로 굴절되며, 출현하는 빛은 무지개를 형성합니다.
굴절과 무지개
굴절은 백색 광선이 공기와 유리 또는 물과 같은 밀도가 높은 매체 사이의 경계면을 통과 할 때 발생하는 현상입니다. 빛은 밀도가 높은 매체에서 더 느리게 이동하므로 인터페이스를 통과 할 때 방향이 바뀌거나 굴절됩니다. 백색광은 빛의 모든 파장의 혼합물이며 각 파장은 약간 다른 각도로 굴절됩니다. 따라서 빔이 밀도가 높은 매체에서 나올 때 구성 요소 파장으로 분할됩니다. 당신이 볼 수있는 것은 익숙한 무지개를 형성합니다.
굴절률
특정 매체의 굴절 각도는 굴절률에 의해 정의됩니다. 진공 상태에서 빛의 속도를 특정 빛의 속도로 나눈 값 매질. 빛이 한 매체에서 다른 매체로 통과 할 때 굴절 각도는 두 매체의 굴절률을 나눔으로써 구할 수 있습니다. 이 관계는 그것을 발견 한 17 세기 물리학 자의 이름을 딴 스넬의 법칙으로 알려져 있습니다.
유리 외에 많은 다른 재료가 무지개를 생성합니다. 다이아몬드, 얼음, 투명한 석영 및 글리세린이 그 예입니다. 무지개의 폭은 굴절률의 함수이며, 재료의 밀도에 따라 직접적으로 달라집니다. 빛이 물에서 투명한 크리스탈이나 유리 조각을 통과하여 다시 물로 들어갈 때 무지개를 볼 수도 있습니다.
무지개의 색깔
전통적으로 무지개는 7 가지 구성 요소 색상으로 식별하지만 실제로는 한 색상에서 다음 색상으로 구분되는 경계가없는 연속체입니다. 7 개가 신비로운 숫자라고 믿었던 고대 그리스인을 존중하여 스펙트럼을 임의로 7 가지 색상으로 나눈 것은 뉴턴이었습니다. 색상은 가장 긴 파장에서 최단 파장 순으로 빨간색, 주황색, 노란색, 녹색, 파란색, 남색, 보라색입니다. 순서를 기억하는 방법을 찾고 있다면 ROYGBIV라는 약어 (roy-gee-biv로 발음)를 사용하거나 다음 니모닉을 사용해보세요.
파장 주파수는 무지개를 가로 질러 빨간색에서 보라색으로 진행함에 따라 증가합니다. 이것은 개별 광자의 에너지 또는 파동 패킷도 증가한다는 것을 의미합니다. 두 가지가 플랑크의 법칙에 직접적으로 관련되기 때문입니다.