תוֹכֶן
תאר אור דרך פריזמה, או תלה אחד בחלון ביום שמש ותראה קשת. זה אותו קשת שאתה רואה בשמיים מכיוון שביום עם תערובת של גשם ושמש, כל טיפות גשם פועלות כמנסרה זעירה. עבור פיזיקאים שמתלבטים אם האור הוא גל או חלקיק, תופעה זו מהווה טיעון חזק עבור הראשונים. למעשה, ניסויים עם פריזמות היו מרכזיים בעיצוב ניסאק ניוטון של תורת האופטיקה ואופי הגל של האור.
TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)
אור לבן מתפרק כאשר הוא עובר דרך פריזמה. כל אורך גל מתפרק בזווית אחרת, והאור המתהווה יוצר קשת.
שבירה וקשת הקשת
שבירה היא תופעה שמתרחשת כאשר קרן אור לבן עוברת בממשק שבין אוויר למדיום צפוף יותר, כמו זכוכית או מים. האור נוסע לאט יותר במדיום צפוף יותר, ולכן הוא משנה כיוון - או מתפרק - כשהוא עובר דרך הממשק. אור לבן הוא תערובת של כל אורכי הגל של האור, וכל אורך הגל מתפרק בזווית מעט שונה. לכן, כאשר הקורה יוצאת מהמדיום הצפוף יותר, היא פוצלה לאורכי הגל המרכיבים שלה. אלה שאתה יכול לראות מהווים את הקשת המוכרת.
מדד השבירה
זווית השבירה במדיום מסוים מוגדרת על ידי מדד השבירה שלה, שהוא מאפיין הנגזר על ידי חלוקת מהירות האור בוואקום על ידי מהירות האור במדיום המסוים הזה. כאשר האור עובר מדיום אחד למשנהו, ניתן לגזור את זווית השבירה על ידי חלוקת מדדי השבירה של שני המדיות. מערכת יחסים זו מכונה חוק סנלס, על שם הפיזיקאי מהמאה ה -17 שגילה אותו.
חומרים רבים אחרים מלבד זכוכית מייצרים קשתות גשם. יהלומים, קרח, קוורץ צלול וגליצרין הם רק כמה דוגמאות. רוחב הקשת הוא פונקציה של מדד השבירה, שמשתנה ישירות עם צפיפות החומר. אתה יכול אפילו לראות קשת בענן כאשר האור עובר מהמים דרך גביש צלול או פיסת זכוכית ובחזרה למים.
צבעי הקשת
למרות שאנחנו באופן מסורתי מזהים קשת בענן בשבעה צבעי רכיבים, היא למעשה רצף ללא גבולות נפרדים מגוון למשנהו. ניוטון היה זה שרק באופן שרירותי את הספקטרום לשבעה צבעים בהתייחסות ליוונים הקדמונים, שהאמינו ששבעה הם מספר מיסטי. הצבעים הם לפי סדר אורך הגל הארוך ביותר לקצר ביותר, אדום, כתום, צהוב, ירוק, כחול, אינדיגו וסגול. אם אתם מחפשים דרך לזכור את הסדר, השתמשו בראשי תיבות ROYGBIV, מבטאים רוי-ג'י-ביב, או נסו את המנומוני הזה: רוי זהערה בettאני Violets.
תדירות אורך הגל עולה ככל שמתקדמים לאורך הקשת מאדום לסגול. המשמעות היא שהאנרגיה של הפוטונים האישיים - או חבילות הגלים - גדלה גם היא, מכיוון שהשניים קשורים ישירות על ידי חוק פלאנקס.