Disperze Jak se láme světlo při přechodu ze vzduchu do vody? A proč někdy pozorujeme „duhu“?

Koukněme se na paprsek světla. Po vstupu do nového prostředí, zde do vody, se zakřiví a čím větší je index lomu v novém prostředí, tím více se světlo odkloní od svého původního směru, které mělo ve vzduchu. Toto vychází ze Snellova zákonu: pokud je index lomu větší, pak úhel odraženého paprsku musí bý menší, a aby měl menší úhel od kolmice, musí se paprsek více ohnout od svého původního směru. Ale tady je to zajímavé. Když vyšlete bílé světlo složené ze všech viditelných vlnových délek, tak se barvy rozptýlí a oddělí se od sebe. Toto nazýváme disperzí. Proč se tedy disperze děje? Důvod disperze je, že index lomu pro vodu a pro většinu dalších materiálů je vlastně funkcí vlnové délky světla. Například když se zeptáte fyzika, nebo si najdete index lomu vody, tak zjistíte, že index lomu vody je 1,33. Ale pro fyziky je důležité, že index lomu je vlastně 1,33 pro celou viditelnou oblast vlnové délky. Nicméně každá viditelná vlnová délka, má trošku odlišný index lomu ve vodě. Index lomu červeného světla ve vodě je okolo 1,33, ale index lomu modrého světla ve vodě je okolo 1,34. Ve skutečnosti pro většinu materiálu platí, že menší vlnová délka světla znamená větší index lomu. Z toho vyplývá, že menší vlnová délka světla se ohne více než větší vlnová délka světla, ve většině materiálů. A proto se ve vodě fialové světlo ohne nejvíce, jelikož má nejmenší vlnovou délku z viditelného světla. Modré světlo se ohne o trochu méně, zelené světlo o ještě trochu méně, žluté světlo o méně než zelené, oranžové o ještě méně a červené se ohne nejméně. Tak si pamatujte, že disperze a vzory duhy, dokazují, že většina materiálů má index lomu, který je funkcí vlnové délky světla. A ve většině materiálech platí: Čím menší je vlnová délka, tím více se světlo ohne.