Conţinut
Străluciți o lumină printr-o prismă sau agățați-o pe fereastră într-o zi însorită și veți vedea un curcubeu. Este același curcubeu pe care îl vedeți pe cer, deoarece, într-o zi cu un amestec de ploaie și soare, fiecare picătură de ploaie acționează ca o prismă în miniatură. Pentru fizicienii care dezbat dacă lumina este o undă sau o particulă, acest fenomen este un argument puternic pentru primul. De fapt, experimentele cu prisme au fost esențiale în formularea Issac Newtons a teoriei opticii și a naturii valurilor luminii.
TL; DR (Prea lung; nu a citit)
Lumina albă se refractă atunci când trece printr-o prismă. Fiecare lungime de undă se refractă într-un unghi diferit, iar lumina emergentă formează un curcubeu.
Refracția și curcubeul
Refracția este un fenomen care se întâmplă când un fascicul de lumină albă trece prin interfața dintre aer și un mediu mai dens, cum ar fi sticla sau apa. Lumina călătorește mai lent într-un mediu mai dens, astfel încât schimbă direcția - sau refractă - atunci când trece prin interfață. Lumina albă este un amestec dintre toate lungimile de undă ale luminii și fiecare lungime de undă se refractă într-un unghi ușor diferit. Prin urmare, când grinda iese din mediul mai dens, a fost împărțită în lungimile de undă ale componentelor sale. Cele pe care le puteți vedea formează curcubeul familiar.
Indicele de refracție
Unghiul de refracție într-un anumit mediu este definit prin indicele său de refracție, care este o proprietate derivată prin împărțirea vitezei luminii într-un vid la viteza luminii în acel mediu particular. Când lumina trece de la un mediu la altul, unghiul de refracție poate fi obținut prin împărțirea indicilor de refracție a celor două medii. Această relație este cunoscută sub numele de Legea Snells, numită pentru fizicianul din secolul al XVII-lea care a descoperit-o.
Multe alte materiale în afară de sticlă produc curcubee. Diamantul, gheața, cuarțul clar și glicerina sunt doar câteva exemple. Lățimea curcubeului este o funcție a indicelui de refracție, care variază direct cu densitatea materialului. Puteți vedea chiar un curcubeu când lumina trece din apă printr-un cristal limpede sau o bucată de sticlă și înapoi în apă.
Culorile curcubeului
Deși în mod tradițional identificăm un curcubeu cu șapte culori componente, este de fapt un continuum fără limite discrete de la o nuanță la alta. Newton a împărțit arbitrar spectrul în șapte culori, în raport cu grecii antici, care credeau că șapte sunt un număr mistic. Culorile sunt, de la lungimea de undă cea mai lungă la cea mai scurtă, roșu, portocaliu, galben, verde, albastru, indigo și violet. Dacă sunteți în căutarea unui mod de a vă aminti comanda, utilizați acronimul ROYGBIV, pronunțat roy-gee-biv sau încercați acest mnemonic: ROY Gave BETTeu Violets.
Frecvența lungimii de undă crește pe măsură ce treceți peste curcubeu de la roșu la violet. Aceasta înseamnă că energia fotonilor individuali - sau a pachetelor de undă - crește, de asemenea, deoarece cele două sunt direct legate de Legea planificatorilor.