Посветите светом через призму или повесьте ее в окно в солнечный день, и вы увидите радугу. Это та же самая радуга, которую вы видите в небе, потому что в день со смесью дождя и солнца каждая капля дождя действует как миниатюрная призма. Для физиков, спорящих о том, является ли свет волной или частицей, это явление является сильным аргументом в пользу первого. Фактически, эксперименты с призмами занимали центральное место в формулировке Иссака Ньютона теории оптики и волновой природы света.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Белый свет преломляется, когда проходит через призму. Каждая длина волны преломляется под разным углом, и возникающий свет образует радугу.
Преломление и радуга
Преломление - это явление, которое происходит, когда луч белого света проходит через границу раздела между воздухом и более плотной средой, такой как стекло или вода. Свет распространяется медленнее в более плотной среде, поэтому он меняет направление - или преломляется - когда проходит через границу раздела. Белый свет представляет собой смесь всех длин волн света, и каждая длина волны преломляется под немного другим углом. Следовательно, когда луч выходит из более плотной среды, он разбивается на составляющие его длины волн. Те, что вы видите, образуют знакомую радугу.
Показатель преломления
Угол преломления в конкретной среде определяется ее показателем преломления, который равен свойство, полученное путем деления скорости света в вакууме на скорость света в этом конкретном Средняя. Когда свет переходит из одной среды в другую, угол преломления может быть получен путем деления показателей преломления двух сред. Эта связь известна как закон Снеллиуса, названный в честь открывшего ее физика 17 века.
Многие другие материалы, помимо стекла, производят радугу. Алмаз, лед, прозрачный кварц и глицерин - лишь некоторые примеры. Ширина радуги зависит от показателя преломления, который напрямую зависит от плотности материала. Вы даже можете увидеть радугу, когда свет проходит из воды через прозрачный кристалл или кусок стекла и возвращается обратно в воду.
Цвета радуги
Хотя мы традиционно идентифицируем радугу по семи составляющим цветам, на самом деле это континуум без дискретных границ от одного оттенка к другому. Именно Ньютон произвольно разделил спектр на семь цветов из уважения к древним грекам, которые считали семь мистическим числом. Цвета в порядке от самой длинной волны к самой короткой: красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго и фиолетовый. Если вы ищете способ запомнить порядок, используйте аббревиатуру ROYGBIV, произносится как roy-gee-biv, или попробуйте эту мнемонику: РОЙграммавеню BettяVиолец.
Частота длин волн увеличивается по мере того, как вы пересекаете радугу от красного к фиолетовому. Это означает, что энергия отдельных фотонов - или волновых пакетов - также увеличивается, потому что они напрямую связаны законом Планка.