Sadržaj
Sjajite svjetlo kroz prizmu ili objesite jednoga na prozor sunčanog dana i vidjet ćete dugu. To je ona ista duga koju vidite na nebu, jer na dan s mješavinom kiše i sunca, svaka kapljica kapljica djeluje kao minijaturna prizma. Za fizičare koji raspravljaju je li svjetlost val ili čestica, ovaj je fenomen snažan argument za prvo. U stvari su eksperimenti s prizmama bili središnji za Issac Newtonove formulacije teorije optike i valne prirode svjetlosti.
TL; DR (Predugo; nisam pročitao)
Bijelo svjetlo se prelama kad prođe kroz prizmu. Svaka valna duljina prekriva se pod drugim kutom, a novo svjetlo nastaje duginom.
Preokret i duga
Refrakcija je pojava koja se događa kada snop bijele svjetlosti prolazi kroz sučelje zraka i gušćeg medija, poput stakla ili vode. Svjetlost putuje sporije u gušćem mediju pa mijenja smjer - ili prelaman - kad prolazi kroz sučelje. Bijelo svjetlo je mješavina svih valnih duljina svjetlosti, a svaka se valna duljina prebija pod nešto drugačijim kutom. Stoga, kada snop izlazi iz gušćeg medija, podijelio se na svoje sastavne valne duljine. Oni koje možete vidjeti tvore poznatu dugu.
Indeks loma
Kut refrakcije u određenom mediju definiran je indeksom loma, koji je svojstvo dobiveno dijeljenjem brzine svjetlosti u vakuumu na brzinu svjetlosti u tom određenom mediju. Kad svjetlost prelazi iz jednog medija u drugi, kut loma se može izvesti dijeljenjem indeksa loma dvaju medija. Ta je veza poznata pod nazivom Snells Law, nazvana po fizičaru iz 17. stoljeća koji ju je otkrio.
Mnogi drugi materijali osim stakla proizvode duge. Dijamant, led, bistri kvarc i glicerin samo su neki od primjera. Širina duge je funkcija indeksa loma, koji izravno varira s gustoćom materijala. Možete čak vidjeti i dugu kada svjetlost prolazi iz vode kroz bistri kristal ili komad čaše i natrag u vodu.
Boje duge
Iako tradicionalno dugujemo po sedam komponentnih boja, zapravo je to kontinuum bez diskretnih granica od jedne do druge boje. Njuton je proizvoljno raspodijelio spektar na sedam boja u znak poštovanja prema drevnim Grcima, koji su vjerovali da je sedam mistično. Boje su, u rasponu od najduže valne duljine do najkraće, crvena, narančasta, žuta, zelena, plava, indigo i ljubičasta. Ako tražite način da se sjetite narudžbe, upotrijebite akronim ROYGBIV, izraženo roy-gee-biv, ili pokušajte s ovim mnemoničnim: ROY Gopraštanje Bettja Violets.
Učestalost valne duljine povećava se dok prelazite preko duge od crvene do ljubičaste. To znači da se i energija pojedinih fotona - ili valnih paketa - također povećava, jer su njih izravno povezane Plancksovim zakonom.