Sisu
Paistage läbi prisma valgust või riputage päikeselisel päeval aknasse ja näete vikerkaart. See on sama vikerkaar, mida taevas näete, kuna päeval, kus on vihma ja päikest, mõjub vihmapiis miniatuurse prismana. Füüsikute jaoks, kes arutavad, kas valgus on laine või osake, on see nähtus tugeva argumendi jaoks. Tegelikult olid prismidega tehtud katsed Issac Newtoni optilise teooria ja valguse lainekujunduse sõnastamisel kesksel kohal.
TL; DR (liiga pikk; ei lugenud)
Valge tuli murrab läbi prisma. Iga lainepikkus murdub erineva nurga all ja tekkiv valgus moodustab vikerkaare.
Murdumine ja vikerkaar
Murdumine on nähtus, mis juhtub siis, kui valge valguskiir läbib õhu ja tihedama keskkonna, näiteks klaasi või vee, vahelist liidest. Valgus liigub tihedamas keskkonnas aeglasemalt, nii et liidese läbimisel muudab see suunda - või murdub. Valge tuli on segu kõigist valguse lainepikkustest ja iga lainepikkus murdub veidi erineva nurga all. Seetõttu, kui tala ilmub välja tihedamast keskkonnast, on see jagatud selle komponendi lainepikkusteks. Need, mida näete, moodustavad tuttava vikerkaare.
Murdumisnäitaja
Murdumisnurk konkreetses keskkonnas on määratletud selle murdumisnäitajaga, mis on omadus, mis saadakse vaakumis oleva valguse kiiruse jagamisel valguse kiirusega selles keskkonnas. Kui valgus liigub ühest keskkonnast teise, saab murdumisnurga tuletada, jagades kahe keskkonna murdumisnäitajad. Seda suhet tuntakse kui Snelli seadust, mis sai nime 17. sajandi füüsiku jaoks, kes selle avastas.
Lisaks klaasile tekitavad vikerkaare ka paljud muud materjalid. Teemant, jää, selge kvarts ja glütseriin on vaid mõned näited. Vikerkaare laius on murdumisnäitaja funktsioon, mis varieerub otseselt vastavalt materjali tihedusele. Võite isegi vikerkaart näha, kui valgus liigub veest läbi selge kristalli või klaasitüki ja tagasi vette.
Vikerkaare värvid
Ehkki vikerkaare identifitseerime traditsiooniliselt seitsme komponendi värvi järgi, on see tegelikult pidev, millel puuduvad diskreetsed piirid ühest toonist teise. Newton jagas spektri meelevaldselt seitsmeks värviks, pidades silmas iidseid kreeklasi, kes pidasid seitset müstiliseks numbriks. Värvid on järjekorras alates pikimast lainepikkusest kuni lühima, punase, oranži, kollase, rohelise, sinise, indigo ja violetse. Kui otsite viisi korra meeldejätmiseks, kasutage lühendit ROYGBIV, hääldatakse roy-gee-biv või proovige seda mnemoonikat: ROY Gave Betti Violets.
Lainepikkuse sagedus suureneb, kui liigute üle vikerkaare punasest violetseks. See tähendab, et suureneb ka üksikute footonite - või lainepakettide - energia, kuna need on Plancki seadusega otseselt seotud.