Съдържание
Изгрейте светлина през призмата или окачете една на прозореца в слънчев ден и ще видите дъга. Това е същата дъга, която виждате в небето, защото в деня със смес от дъжд и слънце, всяка дъждовна капка действа като миниатюрна призма. За физиците, които спорят дали светлината е вълна или частица, това явление е силен аргумент за първата. Всъщност експериментите с призмите бяха централни за формулирането на Issac Newtons на теорията на оптиката и вълновата природа на светлината.
TL; DR (Твърде дълго; Не четях)
Бялата светлина пречупва, когато преминава през призма. Всяка дължина на вълната се пречупва под различен ъгъл, а възникващата светлина образува дъга.
Пречупване и дъгата
Пречупването е явление, което се случва, когато лъч бяла светлина преминава през интерфейса между въздух и по-плътна среда, като например стъкло или вода. Светлината пътува по-бавно в по-плътна среда, така че променя посоката - или пречупва - когато преминава през интерфейса. Бялата светлина е смес от всички дължини на вълната на светлината и всяка дължина на вълната се пречупва под малко по-различен ъгъл. Следователно, когато лъчът излезе от по-плътната среда, той се е разделил на своите компоненти дължини на вълната. Тези, които можете да видите, образуват познатата дъга.
Индексът на пречупване
Ъгълът на пречупване в определена среда се определя от неговия индекс на пречупване, който е свойство, получено чрез разделяне на скоростта на светлината във вакуум на скоростта на светлината в тази конкретна среда. Когато светлината преминава от една среда в друга, ъгълът на пречупване може да бъде получен чрез разделяне на индексите на пречупване на двете среди. Тази връзка е известна като Закон на Снелс, наречен за физика от 17 век, който го е открил.
Много други материали освен стъклото произвеждат дъги. Диамант, лед, бистър кварц и глицерин са само някои примери. Широчината на дъгата е функция на индекса на пречупване, който варира директно в зависимост от плътността на материала. Можете дори да видите дъга, когато светлината преминава от вода през прозрачен кристал или парче стъкло и обратно във вода.
Цветове на дъгата
Въпреки че традиционно идентифицираме дъгата по седем компонентни цвята, тя всъщност е континуум без дискретни граници от един оттенък на следващ. Нютон произволно раздели спектъра на седем цвята в знак на уважение към древните гърци, които смятаха седем за мистично число. Цветовете са от най-дълга дължина на вълната до най-къса, червено, оранжево, жълто, зелено, синьо, индиго и виолетово. Ако търсите начин да запомните поръчката, използвайте съкращението ROYGBIV, произнесено roy-gee-biv, или опитайте това мнемонично: РОЙ GАве Bакаунт зааз Violets.
Честотата на дължината на вълната се увеличава, когато преминавате през дъгата от червено до виолетово. Това означава, че енергията на отделните фотони - или вълнови пакети - също се увеличава, защото двата са пряко свързани със закона на Планк.