Švieskite šviesą per prizmę arba saulėtą dieną pakabinkite ją lange, ir pamatysite vaivorykštę. Tai ta pati vaivorykštė, kurią matote danguje, nes dieną su lietaus ir saulės mišiniu kiekvienas lietaus lašas veikia kaip miniatiūrinė prizmė. Fizikams, ginčijantiems, ar šviesa yra banga, ar dalelė, šis reiškinys yra svarus argumentas pirmiesiems. Tiesą sakant, eksperimentai su prizmėmis buvo pagrindiniai Issaco Newtono suformuluoti optikos teorijos ir šviesos bangų pobūdžio aspektai.
TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)
Baltoji šviesa lūžta, kai praeina per prizmę. Kiekvienas bangos ilgis lūžta skirtingu kampu, o atsiradusi šviesa suformuoja vaivorykštę.
Refrakcija ir vaivorykštė
Refrakcija yra reiškinys, kuris įvyksta, kai baltos šviesos pluoštas praeina per sąsają tarp oro ir tankesnės terpės, tokios kaip stiklas ar vanduo. Tankesnėje terpėje šviesa sklinda lėčiau, todėl eidama per sąsają ji keičia kryptį - arba lūžta. Balta šviesa yra visų šviesos bangos ilgių mišinys, ir kiekvienas bangos ilgis lūžta šiek tiek kitu kampu. Todėl, kai spindulys išlenda iš tankesnės terpės, jis buvo padalintas į komponentų bangos ilgius. Tie, kuriuos galite pamatyti, sudaro pažįstamą vaivorykštę.
Lūžio rodiklis
Refrakcijos kampą tam tikroje terpėje apibrėžia jo lūžio rodiklis, kuris yra a savybė, gaunama dalijant šviesos greitį vakuume iš šviesos greičio vidutinis. Kai šviesa pereina iš vienos terpės į kitą, lūžio kampą galima gauti dalijant abiejų terpių lūžio rodiklius. Šis santykis yra žinomas kaip Snello įstatymas, pavadintas jį atradusio XVII amžiaus fiziko vardu.
Daugybė kitų medžiagų, išskyrus stiklą, gamina vaivorykštes. Deimantas, ledas, skaidrus kvarcas ir glicerinas yra tik keli pavyzdžiai. Vaivorykštės plotis yra lūžio rodiklio, kuris tiesiogiai priklauso nuo medžiagos tankio, funkcija. Jūs netgi galite pamatyti vaivorykštę, kai šviesa praeina iš vandens per skaidrų kristalą ar stiklo gabalą ir grįžta į vandenį.
Vaivorykštės spalvos
Nors tradiciškai vaivorykštę identifikuojame pagal septynias komponentų spalvas, iš tikrųjų tai yra tęstinumas, neturintis jokių atskirų ribų nuo vieno atspalvio iki kito. Tai buvo Niutonas, savavališkai padalijęs spektrą į septynias spalvas, gerbdamas senovės graikus, kurie septynis tikėjo mistiniu skaičiumi. Spalvos yra nuo ilgiausio iki trumpiausio bangos, raudonos, oranžinės, geltonos, žalios, mėlynos, indigo ir violetinės. Jei ieškote būdo įsiminti užsakymą, naudokite akronimą ROYGBIV, tariamą „roy-gee-biv“, arba išbandykite šią atmintinę: ROYGpr BettiViolets.
Bangos ilgio dažnis didėja važiuojant vaivorykšte nuo raudonos iki violetinės. Tai reiškia, kad atskirų fotonų - arba bangų paketų - energija taip pat didėja, nes juos abu tiesiogiai sieja Plancko dėsnis.
