Rozklad svetla a farby Nezačaté

0. Kľúčové fakty

1. Biele svetlo — Biele svetlo zo Slnka alebo žiarovky sa zdá byť jednofarebné, no v skutočnosti je zmesou všetkých farieb. Práve preto sa dá rozložiť na jednotlivé farebné zložky. Tento poznatok ako prvý dokázal Isaac Newton v 17. storočí.

2. Rozklad svetla (disperzia) — Rozklad svetla je jav, pri ktorom sa biele svetlo rozdelí na farebné lúče. Nastáva preto, že rôzne farby svetla sa pri prechode prostredím lámu rôzne silno. Vďaka tomu vidíme jednotlivé farby oddelene.

3. Optický hranol — Sklenený hranol je priehľadné teleso s trojuholníkovými stenami, ktoré dokáže rozložiť biele svetlo na spektrum. Keď svetlo vstupuje do skla a opäť z neho vychádza, dvakrát sa láme a farby sa od seba oddelia. Hranol je preto základná pomôcka na pozorovanie rozkladu svetla.

4. Spektrum — Spektrum je farebný pás, ktorý vznikne po rozklade bieleho svetla. Obsahuje plynulý prechod farieb od červenej až po fialovú. Je dôkazom, že biele svetlo je zložené z mnohých farieb.

5. Poradie farieb v spektre — Farby idú v stálom poradí: červená, oranžová, žltá, zelená, modrá, indigová (tmavomodrá) a fialová. Toto poradie je vždy rovnaké, lebo závisí od toho, ako silno sa daná farba láme. Červená sa láme najmenej a je na jednom okraji, fialová najviac a je na druhom okraji.

6. Lom svetla — Lom je zmena smeru svetelného lúča pri prechode z jedného prostredia do druhého (napr. zo vzduchu do skla). Bez lomu by k rozkladu svetla vôbec nedošlo. Práve rozdielny lom jednotlivých farieb spôsobuje ich oddelenie.

7. Červená farba — Červené svetlo sa pri prechode hranolom láme zo všetkých farieb najmenej. Preto sa v spektre odchýli od pôvodného smeru najmenej. Súvisí to s tým, že má najdlhšiu vlnovú dĺžku.

8. Fialová farba — Fialové svetlo sa láme zo všetkých farieb najviac a v spektre sa odchýli najvýraznejšie. Má najkratšiu vlnovú dĺžku. Vďaka tomu je v spektre na opačnom konci ako červená.

9. Dúha — Dúha je prírodný úkaz, pri ktorom sa biele slnečné svetlo rozkladá na drobných kvapôčkach vody v ovzduší. Každá kvapka pôsobí ako maličký hranol, ktorý svetlo láme a rozkladá. Preto dúhu vidíme najčastejšie po daždi, keď zároveň svieti Slnko.

10. Vznik dúhy v kvapke — V kvapke vody sa svetlo najprv láme pri vstupe, potom sa odrazí od jej zadnej steny a pri výstupe sa znova láme. Pri tomto dvojnásobnom lome sa farby oddelia, rovnako ako v hranole. Aby sme dúhu videli, musíme stáť chrbtom k Slnku a tvárou ku kvapkám dažďa.

11. Poradie farieb v dúhe — V dúhe je navrchu vždy červená farba a dole fialová. Toto poradie je dôsledkom rôzneho lomu farieb v kvapkách vody. Dúha tak vlastne ukazuje celé spektrum bieleho svetla na oblohe.

12. Isaac Newton — Anglický fyzik Isaac Newton v rokoch okolo 1666 pokusmi s hranolom dokázal, že biele svetlo je zmesou farieb. Ukázal tiež, že druhým hranolom možno farby opäť spojiť späť na biele svetlo. Jeho objavy sú základom učenia o svetle a farbách.

1. Poučka

Biele svetlo je zložené zo svetiel rôznych farieb. Keď biele svetlo prejde cez optický hranol, rozloží sa (disperzia) na farebný pás — spektrum. Farby spektra idú v poradí: červená, oranžová, žltá, zelená, modrá, indigová, fialová. Dúha vzniká rozkladom slnečného svetla na kvapôčkach vody v ovzduší.

2. Vysvetlenie

• Svetlo sa pri prechode z jedného prostredia do druhého (napr. zo vzduchu do skla) láme — mení smer.
• Každá farba sa láme trochu inak: fialová sa láme najviac, červená najmenej.
• Preto sa pôvodne biely lúč pri prechode hranolom „roztiahne" do farebného pásu — vznikne spektrum.
• Tomuto rozkladu svetla na farby hovoríme disperzia svetla.
• Pri dúhe robia „hranol" malé kvapôčky dažďa: svetlo do nich vstúpi, láme sa, odrazí sa od zadnej steny kvapky a pri výstupe sa znova láme a rozloží na farby.

3. Príklady a prečo je to dôležité

1. Dúha po daždi — Slnko svieti spoza nás na kvapky dažďa pred nami a vidíme farebný oblúk.
2. Optický hranol vo fyzike — na hodine učiteľ pustí lúč svetla cez sklenený hranol a na stene sa objaví farebný pás.
3. CD alebo DVD platnička — keď ju nakloníš k svetlu, vidíš dúhové farby (svetlo sa rozkladá na drobných ryhách).
4. Olejová alebo benzínová škvrna na mokrej ceste — leskne sa dúhovými farbami.
5. Mydlová bublina — na jej tenkej blane vidíme meniace sa farby.
6. Hranolček v lustri alebo sklenená ozdoba na okne — na slnku vrhá na stenu farebné „dúhové" body.

Prečo je to dôležité: Rozklad svetla nám dokazuje, že biele svetlo nie je „čisté", ale zložené z mnohých farieb. Tento jav využívajú vedci v prístrojoch (spektroskopoch), ktorými skúmajú zloženie hviezd, látok aj liekov. Pomáha nám tiež pochopiť, prečo vzniká dúha a prečo veci okolo nás majú farby.