3.8. Χρώματα κρυμμένα στο λευκό φως: Ανάλυση του φωτός

Όταν λευκό φως του Ήλιου, πέσει επάνω σε ένα ακανόνιστο κομμάτι γυαλί, σε σαπουνόφουσκα, κηλίδα πετρελαίου, οπτικό δίσκο κ.α. εμφανίζεται μια πανδαισία χρωμάτων. Παρόμοια σειρά χρωμάτων εμφανίζεται στο μεγαλοπρεπές ουράνιο τόξο. Στο εργαστήριο μελετάμε αυτό το φαινόμενο με τη βοήθεια ενός τριγωνικού πρίσματος από διαφανές υλικό, συνήθως γυαλί. Το λευκό φως που πέφτει πάνω σ' ένα γυάλινο πρίσμα διαθλάται. Αν οδηγήσουμε το φως που εξέρχεται από το πρίσμα, μετά τη διάθλαση, σε μια λευκή οθόνη, βλέπουμε ότι δεν είναι πλέον λευκό. Στην οθόνη σχηματίζεται μια έγχρωμη ταινία, το χρωματικό φάσμα.

Πώς από το λευκό φως εμφανίζονται όλα αυτά τα χρώματα;

Το λευκό φως είναι σύνθετο. Αποτελείται από ακτινοβολίες που αντιστοιχούν σε κάθε είδος χρώματος, από το ιώδες μέχρι το κόκκινο, χωρίς να απουσιάζει κανένα χρώμα. Η ταχύτητα με την οποία διαδίδεται το φως κάθε χρώματος μέσα στο ίδιο διαφανές υλικό διαφέρει από χρώμα σε χρώμα (Εικ. 3.53). Το ιώδες διαδίδεται με μικρότερη ταχύτητα από το μπλε, το μπλε από το πράσινο, το πράσινο από το κίτρινο κ.τ.λ.

Γνωρίζουμε ότι όσο περισσότερο μεταβάλλεται η ταχύτητα του φωτός τόσο εντονότερη είναι η διάθλαση. Στο πρίσμα επομένως, το ιώδες εκτρέπεται περισσότερο από το μπλε, το μπλε από το πράσινο κτλ. Με αυτόν τον τρόπο το λευκό φως αναλύεται σε συγκεκριμένες περιοχές χρωμάτων: ιώδη, μπλε, πράσινη, κίτρινη πορτοκαλί, κόκκινη και σε όλες τις ενδιάμεσες αποχρώσεις τους (Εικ. 3.54). Βεβαίως όταν όλες αυτές οι ακτινοβολίες φθάνουν συγχρόνως στην ίδια περιοχή του αμφιβληστροειδούς χιτώνα του ματιού, μας δημιουργείται η εντύπωση του λευκού φωτός.

Κάθε ακτινοβολία η οποία αντιστοιχεί μόνο σε ένα χρώμα, όταν περνά μέσα από το πρίσμα δεν αναλύεται. Οι ακτινοβολίες αυτές ονομάζονται μονοχρωματικές.

Εικόνα 3.52 Ανάλυση του λευκού φωτός σε διαμάντι, οπτικό δίσκο και πρίσμα

Εικόνα 3.53 Η ταχύτητα διάδοσης του φωτός στο γυαλί είναι διαφορετική για κάθε χρώμα

Εικόνα 3.54 Τα διάφορα χρώματα που αποτελούν το λευκό φως διαθλώνται με διαφορετική γωνία