Poglejte v deževno nebo! Kaj vidiš? No, če je ravnokar deževalo in spet sije sonce, obstaja velika verjetnost, da boste videli mavrico. Vedno lep prizor, kajne? Toda zakaj je videti, da po deževnem neurju zrak ujame svetlobo ravno na pravi način, da ustvari ta čudovit naravni pojav? Tako zapleteno fiziko je pod nadzorom tega čudovitega dejanja narave podobno kot zvezde, galaksije in polet čmrlja. Za začetek je ta učinek, kjer se svetloba razbije na vidni spekter barv, znan kot Disperzija svetlobe. Drugo ime zanj je prizmatični učinek, saj je učinek enak, kot če bi človek pogledal svetlobo skozi prizmo.
Preprosto povedano, svetloba se prenaša na več različnih frekvenc ali valovnih dolžin. Kar poznamo kot "barvo", so v resnici vidne valovne dolžine svetlobe, ki potujejo z različnimi hitrostmi skozi različne medije. Z drugimi besedami, svetloba se giblje z drugačno hitrostjo skozi vakuum prostora, kot pa skozi zrak, vodo, steklo ali kristal. In ko pride v stik z drugim medijem, se različne valovne dolžine barve lomijo pod različnimi koti. Tistih frekvenc, ki potujejo hitreje, se lomijo pod nižjim kotom, medtem ko se tiste, ki potujejo počasneje, ločijo pod ostrejšim kotom. Z drugimi besedami, razpršeni so na podlagi njihove frekvence in valovne dolžine ter materiala Indeks loma (tj. Kako močno lomi svetlobo).
Skupni učinek tega - različne frekvence svetlobe, ki se prehajajo pod različnimi koti, ko prehajajo skozi medij - je, da se s spektrom barve pojavljajo s prostim očesom. Pri mavrici se to zgodi kot posledica, da svetloba prehaja skozi zrak, ki je nasičen z vodo. Sončno svetlobo pogosto imenujemo "bela svetloba", saj je kombinacija vseh vidnih barv. Ko pa svetloba udari v molekule vode, ki imajo močnejši indeks loma kot zrak, se razprši v vidni spekter in tako ustvari iluzijo obarvanega loka na nebu.
Zdaj razmislite o okenskem podoknu in prizmi. Ko svetloba prehaja skozi steklo z vzporednimi stranmi, se bo svetloba vrnila v isti smeri, kot je vstopila v material. Če pa je material oblikovan kot prizma, bodo koti za vsako barvo pretirani, barve pa bodo prikazane kot spekter svetlobe. Rdeča barva, ker ima najdaljšo valovno dolžino (700 nanometrov), se pojavlja na vrhu spektra in je najmanj lomljena. Kmalu zatem sledijo oranžna, rumena, zelena, modra, indigo in vijolična (ali ROY G. GIV, kot nekateri radi rečejo). Upoštevati je treba, da se te barve ne zdijo povsem razločne, ampak se na robovih zlivajo. Šele s stalnim eksperimentiranjem in merjenjem so znanstveniki lahko določili različne barve in njihove posebne frekvence / valovne dolžine.
Za Space Magazine smo napisali veliko člankov o razpršitvi svetlobe. Tukaj je članek o telesu refraktorja in tukaj o vidni svetlobi.
Če želite več informacij o razpršitvi svetlobe, si oglejte te članke:
razpršitev svetlobe s prizmami
Vprašanja in vprašanja: Razprševanje svetlobe
Posneli smo tudi epizodo Astronomy Cast o vesoljskem teleskopu Hubble. Poslušajte tukaj, Epizoda 88: Vesoljski teleskop Hubble.
Viri:
http://sl.wikipedia.org/wiki/Refractive_index
http://sl.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
