Optyka · Rozszczepienie światła

Rozszczepienie światła — teoria

Rozszczepienie światła

Światło białe składa się z fal o różnych częstotliwościach, które odbieramy jako różne barwy. W wielu materiałach współczynnik załamania nn zależy od częstotliwości, dlatego barwy mają w nich różne prędkości i załamują się pod różnymi kątami. To zjawisko nazywamy dyspersją; rozdzielenie barw światła nazywamy rozszczepieniem. W typowym szkle światło fioletowe załamuje się mocniej niż czerwone: nf>ncn_f>n_c. Ponieważ w materiale v=c/nv=c/n, fiolet porusza się wolniej niż czerwień. cc oznacza prędkość światła w próżni. W próżni wszystkie barwy poruszają się z prędkością cc.

Rozszczepienie światła

W pryzmacie światło załamuje się przy wejściu i wyjściu. Ponieważ każda barwa załamuje się nieco inaczej, biała wiązka rozdziela się na widmo. W typowym szkle fiolet odchyla się mocniej niż czerwień. Tęcza powstaje w kroplach wody: światło słoneczne załamuje się i rozszczepia przy wejściu do kropli, odbija wewnątrz niej, a następnie załamuje przy wyjściu.

Rozszczepienie światła

Gdy światło przechodzi z powietrza do szkła, jego częstotliwość pozostaje taka sama, ale zmieniają się prędkość i długość fali. Zależność współczynnika załamania od barwy sprawia, że barwy rozchodzą się pod różnymi kątami. Nie myl rozszczepienia z rozpraszaniem. Rozszczepienie rozdziela barwy, bo ośrodek inaczej załamuje różne częstotliwości. Rozpraszanie zmienia kierunki biegu światła na niejednorodnościach ośrodka.

Pułapki i najczęstsze błędy

Częstotliwość światła nie zmienia się przy przejściu do innego ośrodka; zmieniają się jego prędkość i długość fali. W typowym szkle fiolet odchyla się mocniej niż czerwień.