Sir Isaac Newton lejoi që drita e bardhë nga dielli të hynte në një dhomë të errët përmes një hapjeje të vogël në një dritare dhe vendos një prizëm xhami në shtegun e rrezeve të dritës. Drita që dilte nga prizmi u mor në një ekran të bardhë. Ai vuri re se në ekran u formua një copëz me ngjyrë si një ylber. Ky patch u quajt një spektër. Duke filluar nga ana e bazës së prizmit, ngjyrat në spektrin në ekran janë në rendin e mëposhtëm:
vjollcë, indigo, blu, jeshile, e verdhë, portokalli dhe e kuqe.
Spektri është brezi me ngjyra i marrë në një ekran kur drita e bardhë kalon nëpër një prizëm. Për këtë eksperiment, Njutoni arriti në përfundimin se drita e bardhë është një përzierje e shtatë ngjyrave. Prizmi nuk po prodhon ngjyrat, por thjesht po ndan ngjyrat që tashmë ekzistojnë në dritën e bardhë. Pra, kur drita e bardhë kalon nëpër një prizëm, ajo ndahet në ngjyra të ndryshme. Ndarja e dritës së bardhë në ngjyra të ndryshme quhet shpërndarje e dritës.
1. Shpërndarja e dritës ndodh vetëm në sipërfaqen e parë të prizmit. 2. Përthyerja e rrezeve të dritës ndodh në të dy sipërfaqet e prizmit. 3. Prizmi nuk prodhon ngjyra, ai vetëm ndan ngjyrat e ndryshme të pranishme në dritën që bie mbi të. 4. Në spektër, secila ngjyrë përzihet me ngjyrën tjetër, dmth nuk ka një vijë të mprehtë kufitare që i ndan ngjyrat. Në diagram, ngjyrat shfaqen gjerësisht të ndara vetëm për qartësi. Përhapja totale e ngjyrave është shumë më e vogël se ajo e treguar në diagram. Ngjyra të ndryshme kanë gjerësi të ndryshme në ekran. 5. Në spektrin e dritës së bardhë, ngjyra e kuqe ka gjatësinë më të madhe të valës prej 8000 Å (ose 8 × 10 -7 m ) ose frekuencën më të ulët prej 3,74 × 10 14 Hz, dhe ngjyra vjollce ka gjatësinë më të shkurtër të valës prej 4000 Å ( ose 4 X 10 -7 m ) ose frekuenca më e lartë 7,5 X 10 14 Hz. Nga skaji vjollcë në skajin e kuq të spektrit, gjatësia e valës rritet ndërsa frekuenca zvogëlohet. |
Drita e bardhë e diellit përbëhet nga shtatë ngjyra të spikatura, përkatësisht vjollca, indigo, blu, jeshile, e verdhë, portokalli dhe e kuqe. Shpejtësia e dritës së të gjitha ngjyrave në ajër ose vakum është e njëjtë, por ndryshon në një medium transparent si qelqi ose uji. Shpejtësia e dritës vjollce është minimale dhe e dritës së kuqe është maksimale, prandaj indeksi i thyerjes së mediumit transparent është i ndryshëm për ngjyra të ndryshme.
Meqenëse µ = (shpejtësia e dritës në ajër) ∕ (shpejtësia e dritës në mesatare)
Pra, indeksi i thyerjes së një mediumi është maksimal për dritën vjollce dhe minimumi për dritën e kuqe. Prandaj, kur drita e bardhë hyn në një prizëm, ajo ndahet në ngjyrat e saj përbërëse me thyerje në sipërfaqen e parë të prizmit. Kur këto rreze godasin sipërfaqen e dytë të prizmit, ato përthyhen më tej dhe këto ngjyra ndahen më shumë nga njëra-tjetra.
Kur drita nga dielli hyn në atmosferën e tokës, ajo shpërndahet (dmth. drita përhapet në të gjitha drejtimet) nga grimcat e pluhurit dhe molekulat e ajrit të pranishme në atmosferën e tokës. Shpërndarja e dritës u studiua për herë të parë nga shkencëtari Rayleigh.
Shpërndarja është procesi i përthithjes dhe më pas riemetimit të energjisë së dritës nga grimcat e pluhurit dhe molekulat e ajrit të pranishme në atmosferë.
Molekulat e ajrit me madhësi më të vogël se gjatësia e valës së dritës rënëse thithin energjinë e dritës rënëse dhe më pas e riemetojnë atë pa ndryshuar gjatësinë e valës së saj. Shpërndarja e dritës nuk është e njëjtë për të gjitha gjatësitë valore të dritës rënëse. Intensiteti i dritës së shpërndarë është në përpjesëtim të zhdrejtë me fuqinë e katërt të gjatësisë valore të dritës \(I \propto 1/_{\lambda^4}\) .
Meqenëse gjatësia e valës së dritës vjollce është më e pakta dhe drita e kuqe më së shumti, drita vjollcë shpërndahet më së shumti dhe drita e kuqe shpërndahet më pak ( drita vjollce shpërndahet gati 16 herë më shumë se drita e kuqe) . Kjo do të thotë se drita nga dielli kur arrin në sipërfaqen e tokës ka më pak intensitet të dritës së skajit vjollcë dhe më shumë intensitet të dritës së skajit të kuq. Molekula e ajrit me madhësi më të madhe se gjatësia e valës së dritës rënëse shpërndan dritën e të gjitha gjatësive valore të dritës së bardhë në të njëjtën masë.
Drita nga dielli duhet të përshkojë një distancë të gjatë nga atmosfera e tokës përpara se të arrijë në sipërfaqen e tokës. Ndërsa drita udhëton nëpër atmosferë, ajo shpërndahet në drejtime të ndryshme nga molekulat e ajrit. Drita blu ose vjollcë për shkak të gjatësisë së saj më të shkurtër të valës shpërndahet më shumë në krahasim me ngjyrat e tjera të lehta. Drita që arrin syrin tonë direkt nga dielli është e pasur me ngjyrë të kuqe, ndërsa drita që arrin në syrin tonë nga të gjitha drejtimet e tjera është kryesisht drita blu. Prandaj qielli në drejtim të ndryshëm nga drejtimi i diellit shihet si blu.
Formimi i një ylberi është një shembull natyror i shpërndarjes së dritës së bardhë. Pas një shiu, një numër i madh pikash uji mbeten pezull në ajër. Çdo pikëz vepron si një prizëm. Ndërsa rrezet e diellit bien mbi këto pika, ajo ndahet në shtatë ngjyra. Drita e shpërndarë nga një numër i madh pikash formon një ylber
Përdorimi i dritës së kuqe për sinjal rreziku
Meqenëse gjatësia e valës së dritës së kuqe është më e gjata, prandaj, drita shpërndahet më së paku nga molekulat e ajrit të atmosferës. Prandaj, drita e ngjyrës së kuqe në krahasim me dritën e ngjyrave të tjera mund të depërtojë në një distancë më të gjatë pa u dobësuar. Prandaj drita e kuqe përdoret për sinjalet e rrezikut në mënyrë që sinjali të jetë i dukshëm nga një distancë e madhe edhe në mjegull etj.
Merrni një disk rrethor prej kartoni dhe ndajeni në shtatë sektorë. Më pas ngjyrosni sektorët me shtatë ngjyrat, vjollce, indigo, blu, jeshile, të verdhë, portokalli dhe të kuqe.
Rrotulloni diskun me shpejtësi, do të vini re se disku duket i bardhë!
Kjo tregon se vjollca, indigo, blu, jeshile, e verdha, portokallia dhe e kuqe janë shtatë ngjyrat përbërëse të dritës së bardhë dhe kur kombinohen prodhojnë efektin e bardhë.
