Содержание
Проложите свет через призму или повесьте один в окно в солнечный день, и вы увидите радугу. Это та же самая радуга, которую вы видите в небе, потому что в день с сочетанием дождя и солнца каждая капля дождя действует как миниатюрная призма. Для физиков, обсуждающих, является ли свет волной или частицей, это явление является сильным аргументом в пользу первого. Фактически, эксперименты с призмами были центральными для формулировки теории оптики Иссака Ньютона и волновой природы света.
TL; DR (слишком долго; не читал)
Белый свет преломляется, когда он проходит через призму. Каждая длина волны преломляется под разным углом, и возникающий свет образует радугу.
Преломление и радуга
Рефракция - это явление, которое происходит, когда луч белого света проходит через границу раздела между воздухом и более плотной средой, такой как стекло или вода. Свет движется медленнее в более плотной среде, поэтому он меняет направление - или преломляет - когда проходит через интерфейс. Белый свет представляет собой смесь всех длин волн света, и каждая длина волны преломляется под немного другим углом. Поэтому, когда луч выходит из более плотной среды, он разделяется на составляющие его длины волн. Те, которые вы можете увидеть, образуют знакомую радугу.
Индекс преломления
Угол преломления в конкретной среде определяется ее показателем преломления, который является свойством, полученным путем деления скорости света в вакууме на скорость света в этой конкретной среде. Когда свет проходит от одной среды к другой, угол преломления может быть получен путем деления показателей преломления двух сред. Это отношение известно как Закон Снеллса, названный в честь физика 17-го века, который открыл его.
Многие другие материалы помимо стекла производят радуги. Алмаз, лед, прозрачный кварц и глицерин - это лишь некоторые примеры. Ширина радуги является функцией показателя преломления, который напрямую зависит от плотности материала. Вы даже можете увидеть радугу, когда свет проходит из воды через прозрачный кристалл или кусок стекла и возвращается в воду.
Цвета радуги
Хотя мы традиционно отождествляем радугу по семи компонентным цветам, на самом деле это континуум без дискретных границ от одного оттенка к другому. Это был Ньютон, который произвольно разделил спектр на семь цветов в знак уважения к древним грекам, которые считали семь мистическим числом. Цвета, от самой длинной волны до самой короткой, красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго и фиолетовый. Если вы ищете способ запомнить порядок, используйте аббревиатуру ROYGBIV, произносится как roy-gee-biv, или попробуйте эту мнемонику: РОЙ граммпр ВETTя Вiolets.
Частота длин волн увеличивается, когда вы переходите через радугу от красного к фиолетовому. Это означает, что энергия отдельных фотонов - или волновых пакетов - также увеличивается, потому что они напрямую связаны законом Планка.