Posvieťte si cez hranol alebo zaveste jedno za slnečného dňa do okna a uvidíte dúhu. Je to rovnaká dúha, akú vidíte na oblohe, pretože v deň so zmesou dažďa a slnka každá dažďová kvapka funguje ako miniatúrny hranol. Pre fyzikov diskutujúcich o tom, či je svetlo vlnou alebo časticou, je tento jav silným argumentom pre prvé uvedené. V skutočnosti boli experimenty s hranolmi ústredné pre formuláciu teórie optiky a vlnovej povahy svetla Issaca Newtona.
TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)
Biele svetlo sa láme, keď prechádza cez hranol. Každá vlnová dĺžka sa láme pod iným uhlom a vznikajúce svetlo vytvára dúhu.
Lom a dúha
Lom je jav, ktorý nastáva, keď lúč bieleho svetla prechádza rozhraním medzi vzduchom a hustejším médiom, ako je sklo alebo voda. Svetlo sa v hustejšom prostredí pohybuje pomalšie, takže pri prechode rozhraním mení smer - alebo sa láme -. Biele svetlo je zmesou všetkých vlnových dĺžok svetla a každá vlnová dĺžka sa láme pod trochu iným uhlom. Preto keď lúč vychádza z hustejšieho média, bol rozdelený na jednotlivé vlnové dĺžky. Tie, ktoré môžete vidieť, tvoria známu dúhu.
Index lomu
Uhol lomu v konkrétnom médiu je definovaný jeho indexom lomu, ktorý je a vlastnosť odvodená vydelením rýchlosti svetla vo vákuu rýchlosťou svetla v danom konkrétnom prípade stredná. Keď svetlo prechádza z jedného média do druhého, uhol lomu možno odvodiť vydelením indexov lomu dvoch médií. Tento vzťah je známy ako Snellov zákon, pomenovaný podľa fyzika 17. storočia, ktorý ho objavil.
Mnoho ďalších materiálov okrem skla produkuje dúhy. Diamanty, ľad, číry kremeň a glycerín sú len niektoré príklady. Šírka dúhy je funkciou indexu lomu, ktorý sa mení priamo s hustotou materiálu. Dúhu môžete dokonca vidieť, keď svetlo prechádza z vody cez číry krištáľ alebo kúsok skla a späť do vody.
Farby dúhy
Aj keď tradične dúhu identifikujeme podľa siedmich farieb farieb, v skutočnosti ide o kontinuum bez samostatných hraníc od jedného odtieňa k druhému. Bol to Newton, ktorý svojvoľne rozdelil spektrum do siedmich farieb v úcte k starým Grékom, ktorí verili, že sedem je mystické číslo. Farby sú v poradí od najdlhšej vlnovej dĺžky po najkratšiu červenú, oranžovú, žltú, zelenú, modrú, indigovú a fialovú. Ak hľadáte spôsob, ako si zapamätať objednávku, použite skratku ROYGBIV, vyslovuje sa roy-gee-biv, alebo vyskúšajte túto mnemotechniku: ROYGave BettiV.iolety.
Frekvencia vlnovej dĺžky sa zvyšuje, keď postupujete cez dúhu od červenej k fialovej. To znamená, že sa zvyšuje aj energia jednotlivých fotónov - alebo vlnových paketov, pretože tieto dva sú priamo spojené s Planckovým zákonom.