Pogledajte u kišno nebo! Što vidiš? Pa, ako je tek kišilo i sunce opet zasja, šanse su da vidite dugu. Uvijek lijep prizor, zar ne? Ali zašto se čini da nakon kišne oluje zrak hvata svjetlost na pravi način kako bi stvorio ovu veličanstvenu prirodnu pojavu? Otprilike poput zvijezda, galaksija i leta bumbara, neka složena fizika je u osnovi ovog prekrasnog čina prirode. Za početak je ovaj efekt, gdje se svjetlost razbija u vidljivi spektar boja, poznat i kao Disperzija svjetlosti. Drugi naziv za to je prizmatični efekt, budući da je učinak isti kao da se gledalo svjetlo kroz prizmu.
Jednostavnije rečeno, svjetlost se prenosi na nekoliko različitih frekvencija ili valnih duljina. Ono što znamo kao "boja" je u stvarnosti vidljiva valna duljina svjetlosti, a sve putuju različitim brzinama kroz različite medije. Drugim riječima, svjetlost se kreće različitom brzinom kroz prostor vakuuma nego zrak, voda, staklo ili kristal. A kada dođe u kontakt s različitim medijem, različite valne duljine boje su lomljene pod različitim kutovima. One frekvencije koje putuju brže su lomljene pod nižim kutom, dok se one koje putuju sporije prenose pod oštrijim kutom. Drugim riječima, raspodijeljeni su na temelju njihove frekvencije i valne duljine, kao i materijala Indeksa loma (tj. Koliko oštro prebija svjetlost).
Sveukupni učinak toga - različite frekvencije svjetlosti koje se prebijaju pod različitim kutovima dok prolaze kroz medij - je da se oni pojavljuju kao spektar boja golim okom. U slučaju duge to se događa kao posljedica prolaska svjetlosti kroz zrak koji je zasićen vodom. Sunčevu svjetlost često nazivamo „bijelom svjetlošću“ s obzirom da je kombinacija svih vidljivih boja. Međutim, kada svjetlost udari u molekule vode, koje imaju jači indeks loma od zraka, ona se raspršuje u vidljivi spektar, stvarajući tako iluziju obojenog luka na nebu.
Sada razmislite o prozoru i prizmi. Kada svjetlost prođe kroz staklo koje ima paralelne strane, svjetlost će se vratiti u istom smjeru u kojem je ušla u materijal. Ali ako je materijal oblikovan kao prizma, kutovi svake boje će biti pretjerani, a boje će biti prikazane kao spektar svjetlosti. Crvena boja, budući da ima najdužu valnu duljinu (700 nanometara) pojavljuje se na vrhu spektra, najmanje se refraktira. Ubrzo nakon toga slijede Narančasta, Žuta, Zelena, Plava, Indigo i Ljubičasta (ili ROY G. GIV, kako neki vole reći). Ove se boje, treba napomenuti, ne čine savršeno različite, već se stapaju po rubovima. Tek kroz eksperimentiranje i mjerenje, znanstvenici su mogli utvrditi različite boje i njihove frekvencije / valne duljine.
Napisali smo mnogo članaka o raspršivanju svjetlosti za Space Magazine. Evo članka o teleskopu refraktora, a ovdje je članak o vidljivoj svjetlosti.
Ako želite više informacija o raspršivanju svjetlosti, pogledajte ove članke:
raspršenje svjetla kroz prizme
Pitanja i odgovori: Rasprostranjenost svjetlosti
Također smo snimili epizodu Astronomy Cast koja govori o svemirskom teleskopu Hubble. Slušajte ovdje, epizoda 88: Svemirski teleskop Hubble.
izvori:
http://en.wikipedia.org/wiki/Refractive_index
http://en.wikipedia.org/wiki/Dispersion_%28optics%29
http://www.physicsclassroom.com/class/refrn/u14l4a.cfm
http://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/index.php?topic=415.0
http://www.school-for-champions.com/science/light_dispersion.htm
