Сер Исак Њутн дозволил белата светлина од сонцето да навлезе во темна просторија преку мала отворот на прозорецот и постави стаклена призма на патеката на светлосните зраци. Светлината што излегуваше од призмата беше примена на бел екран. Тој забележа дека на екранот се формира обоена фластер како виножито. Овој лепенка беше наречен спектар. Почнувајќи од страната на основата на призмата, боите во спектарот на екранот се по следниот редослед:
виолетова, индиго, сина, зелена, жолта, портокалова и црвена.
Спектар е обоената лента што се добива на екранот кога белата светлина минува низ призма. За овој експеримент, Њутн заклучил дека белата светлина е мешавина од седум бои. Призмата не ги произведува боите, туку едноставно ги раздвојува боите кои веќе постојат во белата светлина. Значи, кога белата светлина се пренесува низ призма, таа се дели на различни бои. Разделувањето на белата светлина во различни бои се нарекува дисперзија на светлината.
1. Дисперзија на светлината се јавува само на првата површина на призмата. 2. Прекршувањето на светлосните зраци се јавува на двете површини на призмата. 3. Призмата не произведува бои, таа само ги разделува различните бои присутни во светлината што се спушта на неа. 4. Во спектарот, секоја боја се меша со другата боја, односно нема остра гранична линија што ги дели боите. На дијаграмот, боите се прикажани широко разделени само за јасност. Вкупното ширење на боите е многу помало од она што е прикажано на дијаграмот. Различни бои имаат различни ширини на екранот. 5. Во спектарот на белата светлина, црвената боја има најдолга бранова должина од 8000 Å (или 8 × 10 -7 m ) или најниска фреквенција од 3,74 × 10 14 Hz, а виолетовата боја има најкратка бранова должина од 4000 Å ( или 4 X 10 -7 m ) или највисока фреквенција 7,5 X 10 14 Hz. Од виолетовиот крај до црвениот крај на спектарот, брановата должина се зголемува додека фреквенцијата се намалува. |
Белата светлина на сонцето е составена од седум истакнати бои и тоа виолетова, индиго, сина, зелена, жолта, портокалова и црвена. Брзината на светлината на сите бои во воздухот или вакуумот е иста, но се разликува во проѕирен медиум како стакло или вода. Брзината на виолетова светлина е минимална, а на црвената светлина е максимална, затоа индексот на прекршување на проѕирната средина е различен за различни бои.
Бидејќи µ = (брзина на светлината во воздухот) ∕ (брзина на светлината во средна)
Значи, индексот на рефракција на медиумот е максимален за виолетова светлина и минимум за црвено светло. Затоа, кога белата светлина влегува во призмата, таа се дели на нејзините составни бои со прекршување на првата површина на призмата. Кога овие зраци ќе удрат во втората површина на призмата, тие дополнително се прекршуваат и овие бои се подалеку се одвојуваат една од друга.
Кога светлината од сонцето влегува во земјината атмосфера, таа се расфрла (т.е. светлината се шири во сите правци) од честичките од прашина и молекулите на воздухот присутни во земјината атмосфера. Распрснувањето на светлината првпат го проучувал научникот Рејли.
Расејувањето е процес на апсорпција, а потоа и повторно емитување на светлосната енергија од честичките прашина и молекулите на воздухот присутни во атмосферата.
Молекулите на воздухот со големина помала од брановата должина на упадната светлина ја апсорбираат енергијата на упадната светлина и потоа повторно ја емитуваат без промена на нејзината бранова должина. Расејувањето на светлината не е исто за сите бранови должини на упадната светлина. Интензитетот на расеаната светлина е обратно пропорционален на четвртата моќност од брановата должина на светлината \(I \propto 1/_{\lambda^4}\) .
Со оглед на тоа што брановата должина на виолетовата светлина е најмала, а црвената светлина најмногу, виолетовата светлина се распрснува најмногу, а црвената светлина е најмала ( виолетова светлина се расфрла скоро 16 пати повеќе од црвената светлина) . Ова значи дека светлината од сонцето кога ќе стигне до површината на земјата има помал интензитет на светлината на виолетовиот крај и поголем интензитет на светлината на црвениот крај. Молекулата на воздухот со големина поголема од брановата должина на упадната светлина ја расејува светлината од сите бранови должини на белата светлина во иста мера.
Светлината од сонцето мора да помине долго растојание од земјината атмосфера пред да стигне до површината на земјата. Како што светлината патува низ атмосферата, таа се расфрла во различни насоки од молекулите на воздухот. Сината или виолетова светлина поради пократката бранова должина се расфрла повеќе во споредба со другите светли бои. Светлината што допира до нашето око директно од сонцето е богата со црвена боја, додека светлината што допира до нашето око од сите други правци е главно сина светлина. Затоа небото во насока различна од насоката на сонцето се гледа како сино.
Формирањето на виножито е природен пример за дисперзија на белата светлина. По дождот, голем број капки вода остануваат суспендирани во воздухот. Секоја капка делува како призма. Како што паѓа сончевата светлина врз овие капки, таа се дели на седум бои. Дисперзираната светлина од голем број капки формира виножито
Употреба на црвено светло за сигнал за опасност
Поради тоа што брановата должина на црвената светлина е најдолга, затоа, светлината најмалку се расфрла од молекулите на воздухот во атмосферата. Оттука светлината на црвената боја во споредба со светлината на другите бои може да продре на подолго растојание без да ослабне. Оттука, црвеното светло се користи за сигнали за опасност, така што сигналот може да биде видлив од голема далечина дури и при магла итн.
Земете кружен диск од картон и поделете го на седум сектори. Потоа насликајте ги секторите со седумте бои, виолетова, индиго, сина, зелена, жолта, портокалова и црвена.
Завртете го дискот брзо, ќе забележите дека дискот изгледа бел!
Ова покажува дека виолетовата, индиго, сината, зелената, жолтата, портокаловата и црвената се седумте составни бои на белата светлина и кога се комбинираат создаваат бел ефект.
