Obsah
Za slnečného dňa zažiarite svetlo hranolom alebo za slnečného dňa zaveste jedno okno a uvidíte dúhu. Je to rovnaká dúha, akú vidíte na oblohe, pretože v deň so zmesou dažďa a slnka pôsobí každá dažďová kvapka ako miniatúrny hranol. Pre fyzikov diskutujúcich o tom, či je svetlo vlnou alebo časticou, je tento jav silným argumentom pre prvú. V skutočnosti boli experimenty s hranolmi ústredným bodom pri formulovaní teórie optiky a vlnovej povahy svetla podľa Issac Newtonovcov.
TL; DR (príliš dlho; neprečítané)
Biele svetlo láme, keď prechádza hranolom. Každá vlnová dĺžka sa lomí pod iným uhlom a vznikajúce svetlo tvorí dúhu.
Refrakcia a dúha
Refrakcia je jav, ku ktorému dochádza, keď lúč bieleho svetla prechádza cez rozhranie medzi vzduchom a hustejším médiom, ako je napríklad sklo alebo voda. Svetlo cestuje pomalšie v hustejšom médiu, takže pri prechode cez rozhranie mení smer - alebo sa láme -. Biele svetlo je zmesou všetkých vlnových dĺžok svetla a každá vlnová dĺžka sa lomí v trochu inom uhle. Preto, keď lúč vychádza z hustejšieho média, bol rozdelený na svoje vlnové dĺžky. Tie, ktoré môžete vidieť, tvoria známu dúhu.
Index lomu
Uhol lomu v určitom médiu je definovaný jeho indexom lomu, čo je vlastnosť odvodená delením rýchlosti svetla vo vákuu rýchlosťou svetla v tomto konkrétnom médiu. Keď svetlo prechádza z jedného média na druhé, uhol lomu sa dá odvodiť rozdelením indexov lomu týchto dvoch médií. Tento vzťah je známy ako Snells Law, pomenovaný pre fyzika 17. storočia, ktorý ho objavil.
Mnoho ďalších materiálov okrem skla produkuje dúhy. Diamant, ľad, číry kremeň a glycerín sú len niektoré príklady. Šírka dúhy je funkciou indexu lomu, ktorý sa mení priamo s hustotou materiálu. Môžete dokonca vidieť dúhu, keď svetlo prechádza z vody cez číry kryštál alebo kúsok skla a späť do vody.
Farby dúhy
Aj keď tradične identifikujeme dúhu siedmimi zložkovými farbami, v skutočnosti je to kontinuum bez diskrétnych hraníc z jedného odtieňa na druhý. Bol to Newton, ktorý svojvoľne rozdelil spektrum do siedmich farieb v úcte k starovekým Grékom, ktorí verili, že sedem je mystické číslo. Farby sú v poradí od najdlhšej vlnovej dĺžky po najkratšiu, červenú, oranžovú, žltú, zelenú, modrú, indigovú a fialovú. Ak hľadáte spôsob, ako si zapamätať objednávku, použite skratku ROYGBIV, vyslovenú roy-gee-biv, alebo skúste túto mnemotechniku: ROY Gave Bettja Violets.
Frekvencia vlnovej dĺžky sa zvyšuje pri postupe dúhou z červenej na fialovú. To znamená, že sa zvyšuje aj energia jednotlivých fotónov - alebo vlnových paketov -, pretože tieto dva sú priamo spojené zákonom o planétach.