Se opp i den regnfulle himmelen! Hva ser du? Vel, hvis det bare regnet og sola skinner igjen, er sjansen stor for at du ser en regnbue. Er det alltid et nydelig syn? Men hvorfor er det slik at lufta etter en regnvær ser ut til å fange lyset på akkurat den rette måten å produsere dette fantastiske naturfenomenet? På samme måte som stjerner, galakser og en humles flukt, er noe komplisert fysikk som ligger til grunn for denne vakre naturen. For det første er denne effekten, der lys brytes inn i det synlige spekteret av farger, kjent som Dispersion of Light. Et annet navn på den er den prismatiske effekten, siden effekten er den samme som om man så på lys gjennom et prisme.
For å si det enkelt, overføres lys på flere forskjellige frekvenser eller bølgelengder. Det vi vet som "farge" er i virkeligheten de synlige bølgelengdene til lys, som alle beveger seg i forskjellige hastigheter gjennom forskjellige medier. Med andre ord beveger lys seg på annen hastighet gjennom vakuumet i rommet enn det gjør gjennom luft, vann, glass eller krystall. Og når det kommer i kontakt med et annet medium, brytes de forskjellige fargebølgelengdene i forskjellige vinkler. De frekvensene som beveger seg raskere brytes med en lavere vinkel, mens de som går saktere brytes med en skarpere vinkel. Med andre ord, de er spredt basert på deres frekvens og bølgelengde, så vel som materialene Index of Refractation (dvs. hvor skarpt det bryter lys).
Den samlede effekten av dette - forskjellige lysfrekvenser som brytes i forskjellige vinkler når de passerer gjennom et medium - er at de fremstår som et spekter av farger til det blotte øye. Når det gjelder regnbuen, skjer dette som et resultat av at lys passerer gjennom luft som er mettet med vann. Sollys blir ofte referert til som “hvitt lys” siden det er en kombinasjon av alle synlige farger. Når lyset treffer vannmolekylene, som har en sterkere refraksjonsindeks enn luft, spres det imidlertid i det synlige spekteret, og skaper således illusjonen av en farget lysbue på himmelen.
Vurder nå en vindusrute og et prisme. Når lys passerer gjennom glass som har parallelle sider, vil lyset komme tilbake i samme retning som det kom inn i materialet. Men hvis materialet er formet som et prisme, vil vinklene for hver farge bli overdrevet, og fargene vises som et lysspekter. Rødt, siden den har den lengste bølgelengden (700 nanometer) vises øverst i spekteret, og brytes minst mulig. Det blir fulgt kort tid etter av oransje, gul, grønn, blå, indigo og fiolett (eller ROY G. GIV, som noen vil si). Disse fargene, skal det bemerkes, fremstår ikke som helt forskjellige, men blandes i kantene. Det er bare gjennom pågående eksperimentering og måling at forskere var i stand til å bestemme de forskjellige fargene og deres spesifikke frekvenser / bølgelengder.
Vi har skrevet mange artikler om spredning av lys for Space Magazine. Her er en artikkel om refraktorteleskopet, og her er en artikkel om synlig lys.
Hvis du vil ha mer informasjon om spredning av lys, kan du sjekke ut disse artiklene:
spredning av lys av Prisms
Spørsmål og svar: Spredning av lys
Vi har også spilt inn en episode av Astronomy Cast alt om Hubble-romteleskopet. Hør her, avsnitt 88: The Hubble Space Telescope.
kilder:
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
