การกระจายของแสง

เงยหน้าขึ้นมองฟ้าฝน! คุณเห็นอะไร? ถ้าฝนตกและดวงอาทิตย์ส่องแสงอีกครั้งคุณจะเห็นรุ้ง สายตาที่น่ารักไม่ได้อยู่เสมอเหรอ? แต่ทำไมหลังจากที่เกิดพายุฝนฟ้าคะนองอากาศดูเหมือนจะติดไฟในแบบที่ถูกต้องเพื่อสร้างปรากฏการณ์ทางธรรมชาติอันงดงามนี้? ฟิสิกส์ที่ซับซ้อนบางอย่างคล้ายกับดวงดาวกาแล็กซี่และการบินของภมร สำหรับสตาร์ตเตอร์เอฟเฟกต์นี้ซึ่งแสงแตกออกเป็นแถบสีที่มองเห็นได้นั้นเรียกว่าการกระจายตัวของแสง ชื่ออีกชื่อหนึ่งคือเอฟเฟกต์ปริซึมเนื่องจากเอฟเฟกต์จะเหมือนกับว่ามีใครมองแสงผ่านปริซึม

เพื่อให้เข้าใจง่ายแสงถูกส่งผ่านความถี่หรือความยาวคลื่นที่แตกต่างหลากหลาย สิ่งที่เรารู้ในฐานะ "สี" นั้นอันที่จริงแล้วความยาวคลื่นที่มองเห็นได้ของแสงซึ่งทั้งหมดเดินทางด้วยความเร็วที่แตกต่างกันผ่านสื่อต่างๆ กล่าวอีกนัยหนึ่งแสงเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่แตกต่างกันผ่านสุญญากาศของอวกาศมากกว่าอากาศอากาศน้ำแก้วหรือคริสตัล และเมื่อมันสัมผัสกับสื่อที่แตกต่างกันความยาวคลื่นของสีที่แตกต่างกันนั้นจะหักเหในมุมที่ต่างกัน ความถี่ที่เดินทางเร็วกว่านั้นจะหักเหในมุมที่ต่ำกว่าในขณะที่ความถี่ที่เคลื่อนที่ช้ากว่านั้นจะหักเหในมุมที่คมชัดยิ่งขึ้น กล่าวอีกนัยหนึ่งพวกเขาจะกระจายไปตามความถี่และความยาวคลื่นของพวกเขาเช่นเดียวกับดัชนีวัสดุของการหักเห (เช่นวิธีการหักเหแสงอย่างรวดเร็ว)

ผลกระทบโดยรวมของสิ่งนี้ - ความถี่ที่แตกต่างกันของแสงที่ถูกหักเหในมุมที่ต่างกันเมื่อพวกเขาผ่านตัวกลาง - นั่นคือพวกมันปรากฏเป็นสเปกตรัมสีให้กับตาเปล่า ในกรณีของรุ้งสิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากแสงผ่านอากาศที่อิ่มตัวด้วยน้ำ แสงแดดมักเรียกกันว่า "แสงสีขาว" เนื่องจากเป็นการรวมกันของสีที่มองเห็นได้ทั้งหมด อย่างไรก็ตามเมื่อแสงกระทบโมเลกุลของน้ำซึ่งมีดัชนีการหักเหที่แข็งแกร่งกว่าอากาศมันจะกระจายไปในสเปกตรัมที่มองเห็นได้ดังนั้นจึงสร้างภาพลวงตาของส่วนโค้งสีในท้องฟ้า

ตอนนี้พิจารณาบานหน้าต่างและปริซึม เมื่อแสงผ่านกระจกที่มีด้านขนานแสงจะกลับมาในทิศทางเดียวกับที่ป้อนวัสดุ แต่ถ้าวัสดุมีรูปร่างเหมือนปริซึมมุมของแต่ละสีจะเกินความจริงและสีจะแสดงเป็นสเปกตรัมของแสง สีแดงเนื่องจากมีความยาวคลื่นที่ยาวที่สุด (700 นาโนเมตร) ปรากฏขึ้นที่ด้านบนของสเปกตรัมการหักเหน้อยที่สุด หลังจากนั้นไม่นานจะมีสีส้มสีเหลืองสีเขียวสีน้ำเงินสีครามและสีม่วง (หรือ ROY G. GIV ตามที่บางคนชอบพูด) สีเหล่านี้ควรสังเกตไม่ปรากฏอย่างชัดเจน แต่ผสมผสานที่ขอบ มันเป็นเพียงผ่านการทดลองอย่างต่อเนื่องและการวัดที่นักวิทยาศาสตร์สามารถกำหนดสีที่แตกต่างและความถี่ / ความยาวคลื่นเฉพาะของพวกเขา

เราได้เขียนบทความมากมายเกี่ยวกับการกระจายแสงสำหรับนิตยสารอวกาศ นี่คือบทความเกี่ยวกับกล้องโทรทรรศน์ผู้หักเหและบทความเกี่ยวกับแสงที่มองเห็นได้

หากคุณต้องการข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการกระจายแสงให้ดูบทความเหล่านี้:
การแพร่กระจายของแสงโดยปริซึม
Q & A: การกระจายของแสง

นอกจากนี้เรายังได้บันทึกเรื่องราวของดาราศาสตร์ทุกอย่างเกี่ยวกับกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ฟังที่นี่ตอนที่ 88: กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล

แหล่งที่มา:
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