Osvetlite svetlobo skozi prizmo ali pa jo ob sončnem dnevu obesite na okno in videli boste mavrico. To je ista mavrica, ki jo vidite na nebu, ker na dan z mešanico dežja in sonca vsaka dežna kaplja deluje kot miniaturna prizma. Za fizike, ki razpravljajo o tem, ali je svetloba val ali delci, je ta pojav močan argument za prvo. Dejansko so bili poskusi s prizmami osrednjega pomena za oblikovanje teorije optike in valovne narave svetlobe Issaca Newtona.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Bela svetloba se lomi, ko gre skozi prizmo. Vsaka valovna dolžina se lomi pod drugačnim kotom in nastajajoča svetloba tvori mavrico.
Lom in mavrica
Refrakcija je pojav, ki se zgodi, ko žarek bele svetlobe prehaja skozi vmesnik med zrakom in gostejšim medijem, na primer steklom ali vodo. Svetloba potuje počasneje v gostejšem mediju, zato spremeni smer - ali se lomi -, ko gre skozi vmesnik. Bela svetloba je mešanica vseh valovnih dolžin svetlobe in vsaka valovna dolžina se lomi pod nekoliko drugačnim kotom. Ko se torej žarek pojavi iz gostejšega medija, je bil razdeljen na valovne dolžine svojih komponent. Tiste, ki jih lahko vidite, tvorijo znano mavrico.
Indeks loma
Kot loma v določenem mediju je opredeljen z njegovim lomnim količnikom, ki je a lastnost, dobljena z delitvijo svetlobne hitrosti v vakuumu s hitrostjo svetlobe v tem primeru srednje. Ko svetloba prehaja iz enega medija v drugega, lahko lomni kot dobimo z deljenjem indeksov loma obeh medijev. To razmerje je znano kot Snelllov zakon, imenovan po fiziku iz 17. stoletja, ki ga je odkril.
Številni drugi materiali poleg stekla proizvajajo mavrice. Diamant, led, bistri kremen in glicerin so le nekateri primeri. Širina mavrice je odvisna od lomnega količnika, ki se neposredno spreminja z gostoto materiala. Mavrico lahko vidite celo, ko svetloba prehaja iz vode skozi prozoren kristal ali košček stekla in nazaj v vodo.
Mavrične barve
Čeprav mavrico tradicionalno identificiramo s sedmimi komponentnimi barvami, je to dejansko kontinuum brez diskretnih meja od enega odtenka do drugega. Newton je bil tisti, ki je samovoljno razdelil spekter na sedem barv glede na stare Grke, ki so verjeli, da je sedem mistično število. Barve so, od najdaljše valovne dolžine do najkrajše, rdeča, oranžna, rumena, zelena, modra, indigo in vijolična. Če iščete način, da si zapomnite vrstni red, uporabite kratico ROYGBIV, izgovarjano roy-gee-biv, ali poskusite mnemoteko: ROYGave BettjazVioleti.
Frekvenca valovnih dolžin se povečuje, ko nadaljujete po mavrici iz rdeče v vijolično. To pomeni, da se povečuje tudi energija posameznih fotonov - ali valovnih paketov, ker sta oba neposredno povezana s Planckovim zakonom.