Pažvelk į lietingą dangų! Ką tu matai? Na, jei ką tik lijo ir vėl šviečia saulė, gali būti, kad pamatysite vaivorykštę. Ar visada gražus reginys, ar ne? Bet kodėl taip yra, kad po liūties oras atrodo tinkamu būdu, kad būtų sukurtas šis nuostabus gamtos reiškinys? Panašiai kaip žvaigždės, galaktikos ir kamanės skrydis, šio nuostabaus gamtos veiksmo pagrindas yra sudėtinga fizika. Pradedantiesiems šis efektas, kai šviesa suskaidoma į matomą spalvų spektrą, yra žinomas kaip šviesos išsklaidymas. Kitas jo pavadinimas yra prizminis efektas, nes poveikis yra tas pats, tarsi žvelgtumėte į šviesą per prizmę.
Paprasčiau tariant, šviesa perduodama keliais skirtingais dažniais ar bangos ilgiais. Tai, ką mes žinome kaip „spalvą“, iš tikrųjų yra matomi šviesos bangos ilgiai, kurie visi keliauja skirtingu greičiu per skirtingas laikmenas. Kitaip tariant, šviesa juda skirtingu greičiu per kosmoso vakuumą nei per orą, vandenį, stiklą ar kristalą. Ir kai liečiasi su kita terpe, skirtingi spalvų bangų ilgiai refrakcionuojami skirtingais kampais. Tie greičiai, kurie keliauja greičiau, lūžta mažesniu kampu, tuo tarpu tie, kurie keliauja lėčiau, refraktuojami staigesniu kampu. Kitaip tariant, jie yra pasiskirstę pagal jų dažnį ir bangos ilgį, taip pat pagal medžiagų refrakcijos indeksą (t. Y. Kaip smarkiai ji sulaiko šviesą).
Bendras šio reiškinio poveikis - skirtingi šviesos dažniai, refrakcionuojami skirtingais kampais, kai jie pereina per terpę - yra tai, kad jie plika akimi atrodo kaip spalvų spektras. Vaivorykštės atveju tai įvyksta dėl šviesos, sklindančios pro vandenį prisotintą orą. Saulės šviesa dažnai vadinama „balta šviesa“, nes tai yra visų matomų spalvų derinys. Tačiau kai šviesa trenkia į vandens molekules, kurių lūžio rodiklis yra stipresnis nei oras, ji išsisklaido į matomą spektrą ir taip sukuria spalvoto lanko iliuziją danguje.
Dabar apsvarstykite lango langą ir prizmę. Kai šviesa praeina pro stiklą, kurio kraštinės yra lygiagrečios, šviesa grįš ta pačia kryptimi, kuria pateko į medžiagą. Bet jei medžiaga suformuota kaip prizmė, kiekvienos spalvos kampai bus perdėti, o spalvos bus rodomos kaip šviesos spektras. Raudona, nes jos ilgiausias bangos ilgis (700 nanometrų) yra spektro viršuje, mažiausiai refrakcionuojamas. Netrukus po jo eina oranžinė, geltona, žalia, mėlyna, indigo ir violetinė spalvos (arba ROY G. GIV, kaip kai kurie mėgsta sakyti). Pažymėtina, kad šios spalvos nėra visiškai skirtingos, bet susilieja kraštuose. Tik atlikdami nuolatinį eksperimentą ir matavimus, mokslininkai sugebėjo nustatyti skirtingas spalvas ir jų specifinius dažnius / bangos ilgį.
Parašėme daug straipsnių apie šviesos sklaidą „Space Magazine“. Čia yra straipsnis apie refraktoriaus teleskopą ir štai straipsnis apie matomą šviesą.
Jei norite gauti daugiau informacijos apie šviesos sklaidą, peržiūrėkite šiuos straipsnius:
Šviesos sklaida prizmėmis
Klausimai ir atsakymai: Šviesos sklaida
Mes taip pat įrašėme epizodą, kuriame astronomija rodė viską apie Hablo kosminį teleskopą. Klausykite čia, 88 serija: Hablo kosminis teleskopas.
Šaltiniai:
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
