Hvad er kvantefysikken i en regnbue?

Det er ikke helt nøjagtigt at tale om "kvantefysik af en regnbue" på den måde, du måske tænker. Mens regnbuer er et smukt fænomen, er fysikken bag dem primært klassisk, ikke kvante. Her er hvorfor:

Klassisk forklaring af regnbuer:

1. sollys og vanddråber: Regnbuer dannes, når sollys interagerer med vanddråber suspenderet i luften, som efter et regnbruser.

2. brydning og refleksion: Når sollys kommer ind i en vanddråbe, bøjes den (bryder), fordi lysets hastighed er forskellig i luft og vand. Denne bøjning adskiller det hvide sollys i dens konstituerende farver, ligesom et prisme.

3. intern refleksion: Lyset reflekterer derefter bagsiden af ​​vanddråbet.

4. Anden brydning: Når lyset forlader dråben, bøjes den igen og adskiller farverne yderligere.

5. Observer's perspektiv: En observatør ser en regnbue, når lyset fra mange vanddråber når deres øjne i en bestemt vinkel, hvilket skaber en farvebue.

kvantemekanik er ikke involveret:

* Lys som bølger: Bøjning og reflektion af lys i en regnbue forklares af lysets bølge karakter, et koncept, der foregår kvantemekanik. Mens lys kan opføre sig som både bølger og partikler, er bølgekarmen den dominerende faktor i dannelse af regnbue.

* Ingen kvanteeffekter: Kvantemekanik beskriver fænomener på atom- og subatomisk niveau, ligesom kvantiseringen af ​​energi og bølgepartikeldualiteten af ​​stof. Disse effekter er ikke relevante for den makroskopiske skala af regnbuer.

Kortfattet:

Regnbuer er en fascinerende visning af klassisk fysik, specifikt interaktion mellem lys og vanddråber. Mens bølgepartikeldualiteten af ​​lys er et kvantefænomen, er det ikke direkte involveret i dannelse af regnbue.