Farby a rozklad svetla
Prečo má dúha viac farieb, keď do kvapiek svieti biele Slnko?
Čo sa naučíš
- Porovnám odchýlku červenej a fialovej.
- Odliším spektrum od skladania RGB.
Experiment
Korunové sklo v Cauchyho aproximácii odchýli pri 60° hranole a dopade 50° fialové svetlo asi o 39,4° a červené o 38,5°. Rozdiel je malý a úprimný. Režim skladania je aditívny model obrazovky.
Načítavam simuláciu…
Vyskúšaj
Odchýli sa fialová viac ako o 39°?
Prečítať odchýlku pri 60° hranole a dopade 50°.
- Nechaj režim hranola.
- Nastav lámavý uhol 60° a dopad 50°.
- Porovnaj obe odchýlky.
Odchýlka fialového svetla je väčšia ako 39°.
Overenie pochopenia
Dúha je dôsledok:
Biela farba monitora v režime skladania:
Vysvetlenie
Fialová stopa je odchýlená o trochu viac ako červená. Keď prepneš na skladanie a zhasneš zelenú aj modrú, ostane červený vnem, nie kúsok dúhy.
Index skla mierne závisí od vlnovej dĺžky. Kratšia vlnová dĺžka sa láme viac, preto sa biele svetlo v hranole rozloží. V kvapke dúhy sa svetlo láme, odráža a znova láme, preto vidíme pás. Rastliny časť dopadajúceho svetla pohltia a využijú pri fotosyntéze. Chemický priebeh fotosyntézy je biológia, tu stačí, že zelený list svetlo nepohlcuje celé. Farby monitora vznikajú skladaním červenej, zelenej a modrej. Nie sú to spektrálne čiary.
Pojmy
- Rozklad
- Rozdelenie bieleho svetla na zložky s rôznym indexom lomu.
- Aditívne skladanie
- Spoločný dopad farebných svetiel. Patrí monitoru, nie hranolu.
Príklad
Dúha pri zavlažovači vzniká v kvapkách, nie v samotnom vzduchu. Bez kvapiek sa biele svetlo nerozloží.
Čo sa často mýli
- Hranol farbu nevyrába. Biele svetlo ju už obsahovalo.
- Červená na monitore nemusí byť svetlo jednej vlnovej dĺžky.
Čo model zjednodušuje
Cauchyho vzťah n = 1,5046 + 0,0042/λ² je aproximácia korunového skla. Farby na obrazovke sú len pomôcka.
Vzorce
Odchýlku hranola počíta simulácia z indexu a lámavého uhla. Do zošita stačí Snellov zákon z predchádzajúcej lekcie a veta, že n závisí od farby.