Dwa dni temu pytaniem dnia było „Dlaczego niebo jest niebieskie?”. Z jakiegoś powodu wywołało to powódź pytań typu „Co powoduje tęczę?”, więc przejdźmy przez naturę tęczy.
Wiesz, że światło składa się z kolekcji wielu kolorów: czerwonego, pomarańczowego, żółtego, zielonego, niebieskiego, indygo, fioletowego. To dlatego pryzmat może przyjąć białe światło z jednej strony i wytworzyć własną mini-tęczę z drugiej strony. Aby zrozumieć tęcze, musisz zacząć od zrozumienia, co dzieje się wewnątrz pryzmatu, aby umożliwić mu rozdzielenie białego światła na kolory.
Reklama
Pryzmat to trójkątny kawałek szkła lub plastiku. Aby uzyskać z niego mini-tęczę, pozwalasz wąskiemu paskowi białego światła padać na jedną ścianę trójkąta, w ten sposób:
(Zobacz tę stronę dla zgrabnego apletu java, który demonstruje rozproszenie pryzmatu.)
Rozproszenie kolorów w pryzmacie występuje z powodu czegoś, co nazywa się współczynnikiem załamania szkła. Każdy materiał ma inny współczynnik załamania światła. Kiedy światło wchodzi do materiału (na przykład, gdy światło podróżujące przez powietrze wchodzi do szkła pryzmatu), różnica w współczynniku załamania powietrza i szkła powoduje światło do zginania. Kąt ugięcia jest różny dla różnych długości fal światła. Gdy białe światło przechodzi przez dwie powierzchnie pryzmatu, różne kolory uginają się w różnym stopniu i w ten sposób rozchodzą się w tęczę.
W tęczy krople deszczu w powietrzu działają jak maleńkie pryzmaty. Światło wpada do kropli, odbija się od jej boku i wychodzi. W trakcie tego procesu jest ono rozbijane na widmo, tak jak w trójkątnym szklanym pryzmacie, jak tutaj:
Kąt pomiędzy promieniem światła wchodzącym a promieniem wychodzącym z kropli wynosi 42 stopnie dla barwy czerwonej i 40 stopni dla barwy fioletowej. Na tym rysunku widać, że kąty te powodują, że różne kolory z różnych kropli docierają do oka, tworząc okrągłą obwódkę koloru na niebie — tęczę! W podwójnej tęczy, drugi łuk powstaje, ponieważ krople mogą mieć dwa wewnętrzne odbicia i uzyskać ten sam efekt. Kropelki muszą być odpowiedniej wielkości, aby dwa odbicia mogły zadziałać.
Kolejnym razem, gdy zauważysz tęczę, zobaczysz ją w zupełnie nowym świetle. Aby uzyskać więcej informacji, sprawdź, jak działają tęcze.
Reklama