Посмотри в дождливое небо! Что ты видишь? Ну, если только что пошел дождь и солнце снова светит, скорее всего, вы видите радугу. Всегда прекрасное зрелище, не так ли? Но почему после ливня воздух, кажется, правильно освещает свет, создавая это великолепное природное явление? Подобно звездам, галактикам и полету шмеля, некоторые сложные физики лежат в основе этого прекрасного стихийного бедствия. Для начинающих этот эффект, когда свет разбивается на видимый спектр цветов, известен как рассеивание света. Другое название для этого - призматический эффект, поскольку эффект такой же, как если бы вы смотрели на свет сквозь призму.
Проще говоря, свет передается на нескольких разных частотах или длинах волн. То, что мы знаем как «цвет», на самом деле представляет собой видимые длины волн света, которые все проходят с разными скоростями через разные среды. Другими словами, свет движется в вакууме пространства с другой скоростью, чем воздух, вода, стекло или кристалл. И когда он вступает в контакт с другой средой, волны разных цветов преломляются под разными углами. Те частоты, которые движутся быстрее, преломляются под меньшим углом, а частоты, которые движутся медленнее, преломляются под более острым углом. Другими словами, они рассеяны в зависимости от их частоты и длины волны, а также от показателя преломления материалов (т. Е. Насколько резко он преломляет свет).
Общий эффект этого - разные частоты света преломляются под разными углами при прохождении через среду - это то, что они представляются невооруженным глазом в виде спектра цвета. В случае с радугой это происходит в результате прохождения света через воздух, насыщенный водой. Солнечный свет часто называют «белым светом», поскольку он представляет собой комбинацию всех видимых цветов. Однако, когда свет попадает на молекулы воды, у которых показатель преломления сильнее, чем у воздуха, он рассеивается в видимом спектре, создавая иллюзию цветной дуги в небе.
Теперь рассмотрим оконное стекло и призму. Когда свет проходит через стекло с параллельными сторонами, свет возвращается в том же направлении, в котором он попал в материал. Но если материал имеет форму призмы, углы для каждого цвета будут преувеличены, а цвета будут отображаться в виде спектра света. Красный, так как он имеет самую длинную длину волны (700 нанометров), появляется в верхней части спектра, будучи наименьшим преломленным. За ним вскоре следуют оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго и фиолетовый (или ROY G. GIV, как некоторые любят говорить). Следует отметить, что эти цвета не выглядят совершенно отчетливо, но смешиваются по краям. Только благодаря постоянным экспериментам и измерениям ученые смогли определить различные цвета и их конкретные частоты / длины волн.
Мы написали много статей о рассеивании света для журнала Space. Вот статья о телескопе-рефракторе и статья о видимом свете.
Если вам нужна дополнительная информация о рассеивании света, ознакомьтесь со следующими статьями:
рассеивание света призмами
Q & A: рассеивание света
Мы также записали эпизод «Астрономического актера», посвященный космическому телескопу Хаббла. Послушайте, Эпизод 88: Космический телескоп Хаббла.
Источники:
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
