Зміст
Просвічіть світло крізь призму, або повісьте його у вікно у сонячний день, і ви побачите веселку. Це та сама веселка, яку ви бачите на небі, тому що в день із сумішшю дощу та сонця кожна крапля дощу виступає як мініатюрна призма. Для фізиків, які обговорюють, чи світло - це хвиля чи частинка, це явище є сильним аргументом для першого. Фактично, експерименти з призмами були центральними для формулювання Іссаком Ньютоном теорії оптики та хвильової природи світла.
TL; DR (Занадто довго; Не читав)
Біле світло заломлюється при проходженні крізь призму. Кожна довжина хвилі заломлюється під іншим кутом, і виникаюче світло утворює веселку.
Заломлення і веселка
Заломлення - явище, яке відбувається, коли промінь білого світла проходить через поверхню між повітрям і більш щільним середовищем, наприклад, склом або водою. Світло повільніше рухається у щільнішому середовищі, тому воно змінює напрямок - або заломлює - при проходженні через інтерфейс. Біле світло - це суміш усіх довжин хвиль світла, і кожна довжина хвилі заломлюється під дещо іншим кутом. Тому, коли промінь виходить із щільнішого середовища, він розділився на його складові довжини хвиль. Ті, які ви можете побачити, знаходять звичну веселку.
Індекс заломлення
Кут заломлення у певній середовищі визначається його показником заломлення, який є властивістю, отриманою діленням швидкості світла у вакуумі на швидкість світла у цьому конкретному середовищі. Коли світло переходить від однієї середовища до іншої, кут заломлення може бути отриманий шляхом ділення показників заломлення двох середовищ. Цей зв’язок відомий як Закон Снеллса, названий фізиком 17 століття, який його відкрив.
Багато інших матеріалів, крім скла, виробляють веселки. Алмаз, лід, прозорий кварц і гліцерин - лише деякі приклади. Ширина веселки - це функція показника заломлення, який змінюється безпосередньо залежно від щільності матеріалу. Ви навіть можете побачити веселку, коли світло проходить з води через прозорий кристал або шматок скла і назад у воду.
Кольори веселки
Хоча ми традиційно ідентифікуємо веселку за семи компонентними кольорами, вона насправді є континуумом без дискретних меж від одного відтінку до іншого. Саме Ньютон довільно розділив спектр на сім кольорів на знак поваги до стародавніх греків, хто вважав, що сім є містичним числом. Кольори - від найдовшої довжини хвилі до найкоротшої, червоного, оранжевого, жовтого, зеленого, синього, індиго та фіолетового. Якщо ви шукаєте спосіб запам'ятати замовлення, скористайтеся абревіатурою ROYGBIV, вимовленою roy-gee-biv, або спробуйте цю мнеміку: РОЙ Гпроспект Бetti Vіолети.
Частота хвиль збільшується, коли ви переходите через веселку від червоного до фіолетового. Це означає, що енергія окремих фотонів - або хвильових пакетів - також збільшується, оскільки ці два безпосередньо пов'язані Законом Планка.