Dyspersja światła białego wyk. Agata Niezgoda Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Dyspersja chromatyczna W każdym ośrodku, z wyjątkiem próżni, współczynnik załamania n zależy od długości fali światła. Zależność ta powoduje, że promienie świetlne, którym odpowiadają różne długości fali, będą załamywały się pod różnymi katami na tej samej powierzchni granicznej dwóch ośrodków. Zatem jeśli wiązka światła zawiera promienie o różnych długościach fali (tak jak światło białe), to w wyniku załamania zostaje ona rozszczepiona. Zjawisko to nazywamy dyspersją chromatyczną. Jeśli na powierzchnię pada wiązka monochromatyczna, o jednej długości fali, to rozszczepienie nie zachodzi.

Dyspersja światła białego Na wiązkę światła białego składają się wszystkie (albo nieomal wszystkie) barwy z zakresu widma widzialnego z jednakowym w przybliżeniu natężeniem. Wiązkę taką widzimy jako białą. Na rysunku obok zobrazowano rozszczepienie wiązki światła białego przechodzącego z powietrza do wody. Na rysunku zaznaczono tylko dwie skrajne długości odpowiadające najkrótszej barwie niebieskiej i najdłuższej czerwonej. Jak widać promień niebieski załamuje się bardziej niż czerwony, oznacza to, że współczynnik załamania wody dla barwy niebieskiej jest większy niż dla barwy czerwonej. Widmo ciągłe światła białego

Rozszczepienie światła białego w pryzmacie Aby zwiększyć efekt rozszczepienia światła białego można wykorzystać pryzmat szklany o trójkątnym przekroju poprzecznym, jak na rysunku poniżej. Rozszczepienie powstałe na pierwszej powierzchni załamującej zostaje wzmocnione na drugiej powierzchni. Bieg wiązki monochromatycznej w pryzmacie

Powstawanie tęczy – najpiękniejszego przykładu dyspersji chromatycznej Jeśli na drodze promieni słonecznych pojawią się krople padającego deszczu, to część światła ulega załamaniu przy wnikaniu do kropli, a następnie odbija się od wewnętrznej kropli i ulega kolejnemu załamaniu przy wyjściu z kropli. Tak samo jak w pryzmacie, pierwsze załamanie powoduje rozszczepienie światła białego na składowe, a drugie załamanie zwiększa to rozszczepienie. CZA_100372g.jpg republika.pl/blog_vh_910753/ /tr/rogi01a.jpg

Powstawanie tęczy – najpiękniejszego przykładu dyspersji chromatycznej Tęcza, którą oglądamy jest tworzona przez bardzo wiele kropel. Barwa czerwona pochodzi z kropel, których płożenie kątowe na niebie jest wyższe, a barwa niebieska z kropel, które położone są na niebie nieco niżej. Wszystkie barwy pośrednie pochodzą z obszaru pomiędzy tymi dwiema. Światło o różnych barwach dociera do Ciebie z kropli, które są położone na niebie pod kątem bliskim 42 o po stronie przeciwnej niż Słońce. Każdy obserwator ogląda swoją własną tęczę, ponieważ tęcze widziane z różnych miejsc są utworzone przez inne krople. krople wody do obserwatora światło słoneczne

Tęcza wtórna i następne Czasami na niebie można zaobserwować drugą (tzw. wtórną) tęczę. Jest ona mniej intensywna i znajduje się na zewnątrz tęczy właściwej. Tęcza wtórna powstaje w wyniku dwukrotnego odbicia światła wewnątrz kropli wody (rysunek obok) i tworzy łuk o kącie widzenia 50-53°. Ponieważ odbicie zachodzi dwukrotnie, a różnice w kącie rozproszenia światła w zależności od miejsca padania światła na kroplę są większe, tęcza wtórna jest mniej intensywna i szersza od tęczy pierwotnej. Trzecią, potrójną tęczę można zaobserwować jeśli są spełnione odpowiednie warunki: optymalny kąt i intensywność padania promieni słonecznych, dobra widoczność itp. Czasami możliwe jest również występowanie tęczy poczwórnych, w których najbardziej zewnętrzny łuk jest niejednolity, a kolory ułożone w specyficzny, „pulsacyjny” sposób. Tęcze tego typu występują po tej samej stronie nieba co Słońce, zatem trudno je dostrzec z powodu intensywności światła Słońca. tecza/tecza.jpg grafika/tecz2.gif

Literatura:  D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Podstawy Fizyki, cz. 4, wyd. PWN, Warszawa 2003  P. Walczak, G. F. Wojewoda, Fizyka i astronomia, podręcznik, zakres podstawowy, cz. 2, wyd. OPERON, Gdynia 2007