Podívejte se do deštivého nebe! Co vidíš? Pokud právě pršelo a slunce opět svítilo, je pravděpodobné, že uvidíte duhu. Vždycky krásný pohled, že? Ale proč je to tak, že po bouřce se zdá, že vzduch zachytil světlo správným způsobem, aby vytvořil tento nádherný přírodní jev? Podobně jako hvězdy, galaxie a útěk čmeláka, i tato složitá fyzika je základem tohoto krásného přírodního aktu. Pro začátečníky je tento efekt, kdy se světlo rozbije na viditelné spektrum barev, známý jako rozptyl světla. Jiným názvem pro to je hranolový efekt, protože účinek je stejný, jako kdyby se člověk díval na světlo skrz hranol.
Jednoduše řečeno, světlo je přenášeno na několika různých frekvencích nebo vlnových délkách. To, co víme jako „barva“, jsou ve skutečnosti viditelné vlnové délky světla, z nichž všechny cestují různými rychlostmi různými médii. Jinými slovy, světlo se pohybuje různou rychlostí ve vakuu prostoru než vzduchem, vodou, sklem nebo krystalem. A když přichází do styku s jiným médiem, různé barevné vlnové délky jsou lomeny v různých úhlech. Frekvence, které se pohybují rychleji, jsou lomeny v nižším úhlu, zatímco frekvence, které se pohybují pomaleji, jsou lomeny v ostřejším úhlu. Jinými slovy, jsou rozptýleny na základě jejich frekvence a vlnové délky, jakož i materiálů Indexu lomu (tj. Jak ostře lomuje světlo).
Celkový účinek tohoto - různé frekvence světla jsou lomeny v různých úhlech, když procházejí médiem - je to, že vypadají jako spektrum barev pouhým okem. V případě duhy k tomu dochází v důsledku světla procházejícího vzduchem nasyceným vodou. Sluneční světlo je často označováno jako „bílé světlo“, protože se jedná o kombinaci všech viditelných barev. Když však světlo zasáhne molekuly vody, které mají silnější index lomu než vzduch, rozptyluje se do viditelného spektra a vytváří tak na obloze iluzi barevného oblouku.
Nyní zvažte okno a hranol. Když světlo prochází sklem, které má rovnoběžné strany, světlo se vrací ve stejném směru, v jakém vstoupilo do materiálu. Pokud je však materiál ve tvaru hranolu, úhly pro každou barvu budou zveličeny a barvy budou zobrazeny jako spektrum světla. Červená, protože má nejdelší vlnovou délku (700 nanometrů), se objevuje v horní části spektra a je nejméně lomena. Následuje krátce nato oranžová, žlutá, zelená, modrá, Indigo a fialová (nebo ROY G. GIV, jak někteří rádi říkají). Je třeba poznamenat, že tyto barvy se nezdají dokonale odlišné, ale na okrajích se prolínají. Vědci dokázali určit odlišné barvy a jejich konkrétní frekvence / vlnové délky pouze prostřednictvím probíhajících experimentů a měření.
Napsali jsme mnoho článků o rozptylu světla pro časopis Space. Tady je článek o refraktoru a zde je článek o viditelném světle.
Pokud chcete získat více informací o rozptylu světla, podívejte se na tyto články:
rozptyl světla hranoly
Otázky a odpovědi: Rozptyl světla
Zaznamenali jsme také epizodu obsazení astronomie Cast o Hubbleově vesmírném dalekohledu. Poslouchejte zde, Epizoda 88: Hubbleův vesmírný dalekohled.
Zdroje:
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
