ฟิสิกส์ - การหักเหของแสงผ่านปริซึม
บทนำ
ปริซึมเป็นแก้วรูปสามเหลี่ยมซึ่งมีฐานสามเหลี่ยมสองฐานและพื้นผิวด้านข้างเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าสามด้าน (ดังแสดงในภาพด้านล่าง)
รูปร่างที่เป็นเอกลักษณ์ของปริซึมทำให้รังสีที่เกิดขึ้นโค้งงอเป็นมุมกับทิศทางของรังสีตกกระทบและมุมนี้เรียกว่า angle of deviation.
มุมระหว่างสองใบหน้าด้านข้างของปริซึมเรียกว่า angle of the prism.
การกระจายของแสงสีขาวโดยปริซึมแก้ว
ดังที่แสดงในภาพด้านบนปริซึมได้แยกแสงสีขาวที่ตกกระทบออกเป็นแถบสี
สีต่างๆที่มองเห็นผ่านปริซึมจะถูกจัดเรียงตามลำดับ คำสั่งซื้อนี้มีชื่อว่า "VIBGYOR. '
VIBGYOR ถูกสร้างขึ้นหลังจากใช้อักษรตัวแรกของสีทั้งหมดต่อไปนี้ -
V - ไวโอเล็ต
I - คราม
B - สีน้ำเงิน
G - สีเขียว
Y - สีเหลือง
O - สีส้ม
R - สีแดง
แถบของส่วนประกอบสีของลำแสงเรียกว่า spectrum และ VIBGYOR คือลำดับของสีที่คุณเห็นในภาพด้านบน
การแยกแสงออกเป็นสีต่างๆเรียกว่า dispersion.
สีทั้งหมดมีมุมดัดที่แตกต่างกันในส่วนที่เกี่ยวข้องกับรังสีตก รายการโค้งแสงสีแดง (สามารถมองเห็นได้ที่ด้านบน) ในขณะที่สีม่วงโค้งงอมากที่สุด (ดูภาพที่ให้ไว้ด้านบน)
เนื่องจากมีมุมดัดที่แตกต่างกันสีทั้งหมดจึงมีความแตกต่างกัน
นิวตันเป็นนักวิทยาศาสตร์คนแรกที่ใช้ปริซึมแก้วเพื่อให้ได้สเปกตรัมของแสงแดดและเขาสรุปว่าแสงอาทิตย์ประกอบด้วยเจ็ดสี
รุ้งเป็นสเปกตรัมธรรมชาติที่มักจะปรากฏบนท้องฟ้าหลังฝนตก (ดูภาพด้านล่าง)
รุ้งกินน้ำหลังฝนตกเป็นผลมาจากการกระจายตัวของแสงแดดโดยหยดน้ำเล็ก ๆ
หยดน้ำเล็ก ๆ ที่มีอยู่ในบรรยากาศทำหน้าที่เหมือนปริซึมขนาดเล็ก
รุ้งจะก่อตัวในทิศทางตรงกันข้ามกับดวงอาทิตย์เสมอ
การหักเหของบรรยากาศ
การเบี่ยงเบนของรังสีแสงจากเส้นทางตรงในบรรยากาศ (โดยปกติเนื่องจากความแปรปรวนของความหนาแน่นของอากาศ) เรียกว่า atmospheric refraction.
การหักเหของบรรยากาศในบริเวณใกล้เคียงทำให้เกิดภาพลวงตาซึ่งหมายความว่าวัตถุที่อยู่ห่างไกลจะปรากฏขึ้นหรือต่ำลงเป็นแสงระยิบระยับหรือกระเพื่อมยืดหรือสั้นลงเป็นต้น
ในตอนกลางคืนดวงดาวดูระยิบระยับนั่นเป็นเพราะการหักเหของบรรยากาศ
เนื่องจากการหักเหของบรรยากาศทำให้ดวงอาทิตย์ยังคงมองเห็นได้และประมาณ 2 นาทีหลังจากพระอาทิตย์ตกจริงและประมาณ 2 นาทีก่อนพระอาทิตย์ขึ้นจริง (ดูภาพด้านล่าง)
Tyndall เอฟเฟกต์
บรรยากาศของโลกส่วนใหญ่ประกอบด้วยส่วนผสมที่แตกต่างกันเช่นหยดน้ำเล็ก ๆ ฝุ่นละอองควันและโมเลกุลของอากาศที่แขวนลอยอยู่ เมื่อลำแสงพุ่งผ่านอนุภาคขนาดเล็กดังกล่าวเส้นทางของลำแสงจะกระจัดกระจาย ปรากฏการณ์การกระเจิงของแสงโดยอนุภาคคอลลอยด์ (ของบรรยากาศ) ก่อให้เกิดTyndall effect.
การกระเจิงของแสงทำให้มองเห็นอนุภาคในชั้นบรรยากาศ
อนุภาคที่ละเอียดมากจะกระจายแสงสีน้ำเงินส่วนใหญ่ในขณะที่อนุภาคที่มีขนาดใหญ่กว่าจะกระจายแสงซึ่งมีความยาวคลื่นยาวกว่า
แสงสีแดงมีความยาวคลื่น (ประมาณ) ใหญ่กว่าแสงสีน้ำเงิน 1.8 เท่า