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