Paskaties lietainās debesīs! Ko tu redzi? Ja ir tikko lijis un saule atkal uzspīd, iespējams, redzēsit varavīksni. Vienmēr jauks skats, vai ne? Bet kāpēc ir tā, ka pēc lietusgāzes gaiss, šķiet, uztver gaismu tieši pareizajā veidā, lai radītu šo krāšņo dabas parādību? Līdzīgi kā zvaigznes, galaktikas un kamenes lidojums, šī skaistā dabas darbība ir balstīta uz sarežģītu fiziku. Iesācējiem šis efekts, kad gaisma tiek sadalīta redzamajā krāsu spektrā, ir pazīstams kā Gaismas izkliede. Cits tā nosaukums ir prizmatiskais efekts, jo efekts ir tāds pats kā tad, ja uz gaismu skatītos caur prizmu.
Vienkārši sakot, gaisma tiek pārraidīta vairākās dažādās frekvencēs vai viļņu garumos. Tas, ko mēs zinām kā “krāsu”, patiesībā ir redzamie gaismas viļņu garumi, kas visi pārvietojas ar dažādu ātrumu caur dažādiem nesējiem. Citiem vārdiem sakot, gaisma caur telpas vakuumu pārvietojas atšķirīgā ātrumā nekā caur gaisu, ūdeni, stiklu vai kristālu. Un, nonākot saskarē ar citu barotni, dažādu krāsu viļņu garums tiek refrakcionēts dažādos leņķos. Tās frekvences, kas pārvietojas ātrāk, tiek refrakcionētas zemākā leņķī, savukārt tās, kas brauc lēnāk, tiek refraktētas asākā leņķī. Citiem vārdiem sakot, tie ir izkliedēti, ņemot vērā to frekvenci un viļņa garumu, kā arī materiālu refrakcijas indeksu (t.i., cik asi tas refraktē gaismu).
Kopējais efekts - dažādas gaismas frekvences tiek refrakcijas dažādos leņķos, kad tās iziet caur barotni - ir tas, ka tās ar neapbruņotu aci parādās kā krāsu spektrs. Varavīksnes gadījumā tas notiek gaismas ietekmē, kas iet caur gaisu, kas ir piesātināts ar ūdeni. Saules gaismu bieži sauc par “balto gaismu”, jo tā ir visu redzamo krāsu kombinācija. Tomēr, kad gaisma skar ūdens molekulas, kurām ir spēcīgāks refrakcijas koeficients nekā gaiss, tā izkliedējas redzamajā spektrā, tādējādi radot krāsainas loka ilūziju debesīs.
Tagad apsveriet loga rūti un prizmu. Kad gaisma iet caur stiklu, kuram ir paralēlas malas, gaisma atgriezīsies tajā pašā virzienā, kurā tā iekļuva materiālā. Bet, ja materiāls ir veidots kā prizma, katras krāsas leņķi būs pārspīlēti, un krāsas tiks parādītas kā gaismas spektrs. Sarkans, jo tam ir garākais viļņa garums (700 nanometri), kas atrodas spektra augšdaļā un tiek vismazāk refraktēts. Drīz pēc tam tam seko oranža, dzeltena, zaļa, zila, indigo un violeta krāsa (vai ROY G. GIV, kā daži vēlas teikt). Jāatzīmē, ka šīs krāsas nav tik atšķirīgas, bet saplūst malās. Tikai pastāvīgu eksperimentu un mērījumu rezultātā zinātnieki spēja noteikt atšķirīgās krāsas un to īpašās frekvences / viļņu garumus.
Mēs esam rakstījuši daudzus rakstus par gaismas izkliedi Space Magazine. Šis ir raksts par refraktora teleskopu, un šeit ir raksts par redzamo gaismu.
Ja vēlaties iegūt vairāk informācijas par gaismas izkliedi, apskatiet šos rakstus:
Gaismas izkliede caur prizmām
Jautājumi un atbildes: Gaismas izkliede
Mēs esam ierakstījuši arī astronomijas epizodi, kas saistīti ar Habla kosmisko teleskopu. Klausieties šeit, 88. epizode: Habla kosmiskais teleskops.
Avoti:
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
