Pinahintulutan ni Sir Isaac Newton ang puting liwanag mula sa araw na pumasok sa isang madilim na silid sa pamamagitan ng isang maliit na siwang sa isang bintana at naglalagay ng isang glass prism sa landas ng mga sinag ng liwanag. Ang liwanag na lumalabas sa prisma ay natanggap sa isang puting screen. Naobserbahan niya na sa screen ay nabuo ang isang colored patch na parang bahaghari. Ang patch na ito ay tinawag na spectrum. Simula sa gilid ng base ng prisma, ang mga kulay sa spectrum sa screen ay nasa sumusunod na pagkakasunud-sunod:
violet, indigo, blue, green, yellow, orange, at red.
Ang spectrum ay ang may kulay na banda na nakuha sa isang screen kapag ang puting liwanag ay dumadaan sa isang prisma. Para sa eksperimentong ito, napagpasyahan ni Newton na ang puting liwanag ay pinaghalong pitong kulay. Ang prism ay hindi gumagawa ng mga kulay ngunit ito ay naghihiwalay lamang sa mga kulay na umiiral na sa puting liwanag. Kaya, kapag ang puting liwanag ay dumaan sa isang prisma, nahati ito sa iba't ibang kulay. Ang paghahati ng puting liwanag sa iba't ibang kulay ay tinatawag na dispersion of light.
1. Ang pagpapakalat ng liwanag ay nangyayari lamang sa unang ibabaw ng prisma. 2. Ang repraksyon ng mga sinag ng liwanag ay nangyayari sa magkabilang ibabaw ng prisma. 3. Ang prism ay hindi gumagawa ng mga kulay, hinahati lamang nito ang iba't ibang kulay na naroroon sa liwanag na pangyayari dito. 4. Sa spectrum, ang bawat kulay ay halo-halong sa iba pang kulay, ibig sabihin, walang matalim na linya ng hangganan na naghihiwalay sa mga kulay. Sa diagram, ang mga kulay ay ipinapakita na malawak na pinaghihiwalay para lamang sa kalinawan. Ang kabuuang pagkalat ng mga kulay ay mas mababa kaysa sa ipinapakita sa diagram. Ang iba't ibang kulay ay may iba't ibang lapad sa screen. 5. Sa spectrum ng puting liwanag, ang pulang kulay ay may pinakamahabang wavelength na 8000 Å( o 8 × 10 -7 m ) o ang pinakamababang frequency na 3.74 × 10 14 Hz, at ang violet na kulay ay may pinakamaikling wavelength na 4000 Å ( o 4 X 10 -7 Hz.1 na pinakamataas na frequency ) o 4 X 10 7 Hz. Mula sa violet na dulo hanggang sa pulang dulo ng spectrum, tumataas ang wavelength habang bumababa ang frequency. |
Ang puting liwanag ng araw ay binubuo ng pitong kilalang kulay katulad ng violet, indigo, blue, green, yellow, orange, at red. Ang bilis ng liwanag ng lahat ng mga kulay sa hangin o vacuum ay pareho ngunit ito ay naiiba sa isang transparent na daluyan tulad ng salamin o tubig. Ang bilis ng violet light ay minimum at ng red light ay maximum kaya ang refractive index ng transparent medium ay iba para sa iba't ibang kulay.
Dahil µ = (bilis ng liwanag sa hangin) ∕ (bilis ng liwanag sa medium)
Kaya, ang refractive index ng isang medium ay maximum para sa violet light at minimum para sa red light. Samakatuwid kapag ang puting liwanag ay pumasok sa isang prisma, ito ay nahahati sa mga bumubuo nitong kulay na may repraksyon sa unang ibabaw ng prisma. Kapag ang mga sinag na ito ay tumama sa pangalawang ibabaw ng prisma, sila ay nagre-refract nang higit pa at ang mga kulay na ito ay lalong humiwalay sa isa't isa.
Kapag ang liwanag mula sa araw ay pumasok sa atmospera ng lupa, ito ay nakakalat (ibig sabihin, ang liwanag ay kumakalat sa lahat ng direksyon) sa pamamagitan ng mga particle ng alikabok at mga molekula ng hangin na nasa atmospera ng lupa. Ang pagkalat ng liwanag ay unang pinag-aralan ng siyentipikong si Rayleigh.
Ang scattering ay ang proseso ng pagsipsip at pagkatapos ay muling pagpapalabas ng liwanag na enerhiya ng mga particle ng alikabok at mga molekula ng hangin na nasa atmospera.
Ang mga air molecule na may sukat na mas maliit kaysa sa wavelength ng incident light ay sumisipsip ng enerhiya ng incident light at pagkatapos ay muling naglalabas nito nang walang pagbabago sa wavelength nito. Ang pagkakalat ng liwanag ay hindi pareho para sa lahat ng wavelength ng liwanag ng insidente. Ang intensity ng nakakalat na liwanag ay inversely proportional sa ikaapat na kapangyarihan ng wavelength ng liwanag \(I \propto 1/_{\lambda^4}\) .
Dahil ang wavelength ng violet na ilaw ay ang pinakamaliit at ang pulang ilaw ang pinakamaraming, ang violet na ilaw ay ang pinaka nakakalat, at ang pulang ilaw ay ang pinakamaliit na nakakalat ( ang violet na ilaw ay nakakalat ng halos 16 na beses na higit sa pulang ilaw) . Nangangahulugan ito na ang liwanag mula sa araw kapag umabot sa ibabaw ng lupa ay may mas kaunting intensity ng liwanag ng violet na dulo at mas intensity ng liwanag ng pulang dulo. Ang molekula ng hangin na may sukat na mas malaki kaysa sa wavelength ng liwanag ng insidente ay nakakalat sa liwanag ng lahat ng wavelength ng puting liwanag sa parehong lawak.
Ang liwanag mula sa araw ay kailangang maglakbay ng mahabang distansya mula sa atmospera ng daigdig bago ito makarating sa ibabaw ng daigdig. Habang naglalakbay ang liwanag sa atmospera ito ay nakakalat sa iba't ibang direksyon ng mga molekula ng hangin. Ang asul o violet na ilaw dahil sa mas maikli nitong wavelength ay mas nakakalat kumpara sa iba pang mga mapusyaw na kulay. Ang liwanag na umaabot sa ating mata nang direkta mula sa araw ay mayaman sa pulang kulay habang ang liwanag na umaabot sa ating mata mula sa lahat ng iba pang direksyon ay higit sa lahat ay asul na liwanag. Samakatuwid ang kalangitan sa isang direksyon maliban sa direksyon ng araw ay nakikita bilang asul.
Ang pagbuo ng isang bahaghari ay isang natural na halimbawa ng pagpapakalat ng puting liwanag. Kasunod ng pagbuhos ng ulan, ang malaking bilang ng mga patak ng tubig ay nananatiling nakabitin sa hangin. Ang bawat patak ay kumikilos bilang isang prisma. Habang bumabagsak ang sikat ng araw sa mga patak na ito, nahahati ito sa pitong kulay. Ang nakakalat na liwanag mula sa isang malaking bilang ng mga droplet ay bumubuo ng isang bahaghari
Paggamit ng pulang ilaw para sa signal ng panganib
Dahil ang wavelength ng pulang ilaw ay ang pinakamahabang, samakatuwid, ang liwanag ay pinakakalat sa pamamagitan ng mga molekula ng hangin ng atmospera. Samakatuwid ang liwanag ng pulang kulay kumpara sa liwanag ng iba pang mga kulay ay maaaring tumagos sa mas mahabang distansya nang hindi nagiging mahina. Kaya't ang pulang ilaw ay ginagamit para sa mga senyales ng panganib upang ang signal ay makikita mula sa isang malaking distansya kahit na sa fog atbp.
Kumuha ng isang pabilog na disc ng karton at hatiin ito sa pitong sektor. Pagkatapos ay ipinta ang mga sektor na may pitong kulay, violet, indigo, blue, green, yellow, orange, at red.
I-rotate ang disc nang mabilis, mapapansin mong puti ang disc!
Ito ay nagpapakita na ang violet, indigo, blue, green, yellow, orange, at red ay ang pitong constituent na kulay ng puting liwanag at kapag pinagsama ay gumagawa ng white effect.
