Tartalom
Ragyogjon meg egy fényt egy prizmán keresztül, vagy tegye le az ablakot egy napsütéses napon, és látni fogja a szivárványt. Ugyanaz a szivárvány, mint amit az égen látsz, mert az eső és a nap keverékével egy napon mindegyik esőcsepp miniatűr prizmaként működik. A fizikusok számára, akik azt vitatják, hogy a fény hullám vagy részecske-e - ez a jelenség erős érv az előbbi számára. Valójában a prizmákkal végzett kísérletek központi szerepet játszottak Issac Newton optikai elméletének és a fény hullám jellegének megfogalmazásában.
TL; DR (túl hosszú; nem olvastam)
A fehér fény refrakcióba lép, amikor áthalad egy prizmán. Mindegyik hullámhossz eltérő szögben tükröződik, és a felbukkanó fény szivárványt képez.
Refrakció és a szivárvány
A refrakció egy olyan jelenség, amely akkor fordul elő, amikor a fehér fénysugár áthalad a levegő és egy sűrűbb közeg, például üveg vagy víz közötti határfelületen. A fény lassabban halad egy sűrűbb közegben, tehát megváltoztatja az irányt - vagy megtörik -, amikor áthalad az interfészen. A fehér fény a fény összes hullámhosszának keveréke, és az egyes hullámhosszok kissé eltérő szögben törnek vissza. Ezért, amikor a nyaláb a sűrűbb közegből kilép, azt fel kell osztani komponensének hullámhosszára. Azokat, amelyeket láthat, az ismerős szivárványból áll.
A fénytörés indexe
Egy adott közegben a refrakciós szöget annak refrakciós indexe határozza meg, amely tulajdonság abból származik, hogy a vákuumban levő fénysebességet elosztjuk az adott közegben levő fénysebességgel. Amikor a fény áthalad az egyik közegről a másikra, a törés szöge meghatározható a két közeg refrakciós mutatóinak elosztásával. Ez a kapcsolat Snells törvény néven ismert, amelyet a 17. századi fizikusnak neveztek, aki felfedezte.
Az üveg mellett sok más anyagból is szivárványokat hoznak létre. Gyémánt, jég, tiszta kvarc és glicerin csak néhány példa. A szivárvány szélessége a törésmutató függvénye, amely közvetlenül az anyag sűrűségétől függ. Még a szivárványt is láthatja, amikor a fény áthalad a vízből egy tiszta kristályon vagy üvegdarabon keresztül, és vissza a vízbe.
A szivárvány színei
Noha a szivárványokat hagyományosan hét komponens színnel azonosítottuk, ez valójában egy folytonosság, amely nem rendelkezik különálló határokkal az egyik árnyalattól a másikig. Newton volt az, aki önkényesen felosztotta a spektrumot hét színre, az ókori görögök tiszteletére, akik szerint a hét misztikus számnak számít. A színek a leghosszabb hullámhossztól a legrövidebbig, vörös, narancssárga, sárga, zöld, kék, indigó és ibolya színűek. Ha arra keres módot, hogy emlékezzen a sorrendre, akkor használja a ROYGBIV rövidítést, ejtik ezt a szót: roy-gee-biv, vagy próbálja ki ezt a mnemonikus szót: ROY Gave Bettén Violets.
A hullámhossz-frekvencia növekszik, amikor a szivárványon vörösről lilára haladsz. Ez azt jelenti, hogy az egyes fotonok - vagy hullámcsomagok - energiája is növekszik, mivel a kettőt a Plancks törvény közvetlenül összekapcsolja.