Hvad forårsager dispersionen af ​​hvidt lys?

Synligt lys er lavet af en blanding af lysfrekvenser. Det vi ser som hvidt lys indbefatter alle regnbuens farver, fra højfrekvensen violet til den lave frekvens rød. Når hvidt lys passerer gennem et trekantet glasprisme, adskilles det ind i et spektrum af farver: rød, orange, gul, grøn, blå, indigo og violet. Denne proces med at adskille hvidt lys i farver er kendt som dispersion.

White Light

Synligt lys er en lille del af det elektromagnetiske spektrum, der spænder fra lavfrekvente radiobølger til ultrahøj frekvens gammastråler. Højere frekvens lys har en kortere bølgelængde, og lavere frekvens lys har en længere bølgelængde. Synligt lysområde i bølgelængde fra 400 til 700 nanometer. Elektromagnetisk stråling med længere bølgelængder er kendt som infrarød, som vi genkender som varme. Elektromagnetisk stråling med kortere bølgelængder er ultraviolet, hvilket er den type stråling, der forårsager solbrændinger. Lyset opfører sig anderledes, da det passerer gennem et gennemsigtigt materiale afhængigt af dets bølgelængde.

Optisk densitet

Optisk densitet er et udtryk, der beskriver, hvordan lyset opfører sig, når det passerer gennem gennemsigtigt materiale. Hvis noget har en høj optisk tæthed, så har den en større evne til at bremse lyset ned, som det passerer igennem. Som lys rammer noget gennemsigtigt absorberes det af materialets atomer og frigives derefter. Dette får lyset til at passere fra atom til atom gennem materialet. Imidlertid kan processen med absorption og emission være lidt hurtigere eller langsommere, afhængigt af lysets bølgelængde. Lys med kortere bølgelængder sænkes mere end lys med længere bølgelængder.

Refraktion

Når lyset passerer i en vinkel fra et materiale til et andet, vil det bøje eller bryde. Dette sker fordi de to materialer har forskellige optiske densiteter. For eksempel når lyset passerer fra luft til glas, har glasset en større optisk densitet end luft. Dette får lyset til at bøje tættere på det normale, hvilket er en imaginær linje vinkelret på overfladen. Når lyset når den anden side af glasset og går ud i luften, bevæger sig fra en større optisk tæthed til en mindre, bøjer lyset væk fra det normale.

Refraktionsvinkel

Lys med kortere bølgelængder bøjer mere, da bølgelængderne går fra et materiale til et andet. Så når hvidt lys kommer ind i den ene side af et prisme, bøjes de violette lyskomponenter mest, så indigoerne, derefter de blå, efterfulgt af grøn, gul, orange og rød. Var prismet et fladt stykke glas, lyset ville fremstå som hvidt lys i den anden ende, fordi det ville gå ud i samme vinkel som det gik ind, og lyset ville simpelthen bøje sig tilbage til sin oprindelige vinkel. Men fordi et prisme er trekantet, er vinklen, hvormed den udgår, forskellig fra den, den indtastede. Når lyset udsender prismen, bøjes det violette lys endnu længere, ligesom de andre farver i rækkefølge. Resultatet er spredningen af ​​det hvide lys i dets fulde spektrum.

Diffraktion og refleksion

Et prisme resulterer i en bestilt lysdispersion i dets komponentfarver. Men lys kan også spredes på mindre bestilte måder. Ujævne reflekterende overflader kan fordele lyset i dets komponentfarver ved at afspejle det i forskellige vinkler. Dette ses mest på de iriserende exoskeletoner af nogle insekter eller på den brændte side af en cd eller dvd. Diffraktion, som er bøjningen af ​​lysbølger omkring en kant, kan også sprede lys i dets komponentfarver. Dette sker, når de bøjede eller reflekterede lysbølger forstyrrer hinanden, hvilket er anderledes end, hvordan et prisme rent faktisk adskiller det rene lys.