Schijnt een licht door een prisma, of hangt iemand op een zonnige dag in het venster, en je ziet een regenboog. Het is dezelfde regenboog die je in de lucht ziet, omdat elke regendruppel op een dag met een mengeling van regen en zon fungeert als een miniatuurprisma. Voor natuurkundigen die discussiëren over de vraag of licht een golf of een deeltje is, is dit fenomeen een sterk argument voor het eerste. In feite stonden experimenten met prisma's centraal in Issac Newtons formulering van de theorie van optica en de golfkarakteristiek van licht.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Wit licht breekt wanneer het een prisma passeert. Elke golflengte breekt onder een andere hoek en het opkomende licht vormt een regenboog.

Refractie en de regenboog

Refractie is een fenomeen dat optreedt wanneer een straal wit licht door de interface tussen de lucht gaat en een dichter medium, zoals glas of water. Licht reist langzamer in een dichter medium, dus het verandert van richting - of brekend - wanneer het door de interface passeert. Wit licht is een mengsel van alle golflengten van licht en elke golflengte breekt in een iets andere hoek. Daarom is de straal, als deze uit het dichtere medium komt, opgesplitst in de golflengten van de componenten. Degenen die u kunt zien, vormen de bekende regenboog.

De brekingsindex

De brekingshoek in een bepaald medium wordt bepaald door de brekingsindex, die een eigenschap is die wordt verkregen door het delen van de brekingsindex. snelheid van het licht in een vacuüm door de snelheid van het licht in dat specifieke medium. Wanneer licht van het ene medium naar het andere gaat, kan de brekingshoek worden afgeleid door de brekingsindices van de twee media te delen. Deze relatie staat bekend als de wet van Snell, genoemd naar de fysicus uit de 17e eeuw die hem ontdekte.

Naast glas produceren veel andere materialen regenbogen. Diamant, ijs, helder kwarts en glycerine zijn slechts enkele voorbeelden. De breedte van de regenboog is een functie van de brekingsindex, die direct varieert met de dichtheid van het materiaal. Je kunt zelfs een regenboog zien als het licht van water door een helder kristal of een stuk glas en weer terug in het water gaat.

Kleuren van de regenboog

Hoewel we traditioneel een regenboog identificeren door zeven componentkleuren , het is eigenlijk een continuüm zonder discrete grenzen van de ene tint naar de volgende. Het was Newton die het spectrum willekeurig in zeven kleuren verdeelde uit eerbied voor de oude Grieken, die geloofden dat zeven een mystiek getal waren. De kleuren zijn, in volgorde van langste golflengte tot kortste, rood, oranje, geel, groen, blauw, indigo en violet. Als u op zoek bent naar een manier om de volgorde te onthouden, gebruikt u de afkorting ROYGBIV, uitgesproken als roy-gee-biv, of probeert u dit ezelsbruggetje: ROY heeft Betti-viooltjes gegeven.

De golflengtefrequentie neemt toe naarmate u verder gaat over de regenboog van rood naar violet. Dit betekent dat de energie van de individuele fotonen - of golfpakketten - ook toeneemt, omdat de twee direct gerelateerd zijn aan de wet van Planck.