A diszperzió

Nézd csak ezt a fénysugarat! Amikor belép egy új közegbe, például vízbe, a fény útja megtörik. Minél nagyobb az új közeg törésmutatója, annál jobban megtörik a levegőben levő kezdeti irányához képest. Ez a Snellius-Descartes-törvényből következik, mivel ha a törésmutató nagyobb, a törési szögnek kisebbnek kell lennie, és ahhoz, hogy kisebb szöget zárjon be a beesési merőlegessel, a fénysugárnak jobban meg kell törnie a kezdeti irányához képest. De itt van egy érdekesség: amikor fehér fénnyel világítasz rá, ami a látható fény összes hullámhosszából áll, a színek szétszóródnak és elkülönülnek egymástól. A fénynek az összetevőire való bomlását diszperziónak vagy színszórásnak nevezzük. Miért is történik színszórás? A diszperzió oka az, hogy a víz és a legtöbb más anyag törésmutatója a fény hullámhosszától függ. Ha például megkérdeznél egy fizikust, vagy kikeresnéd a víz törésmutatóját, a legtöbb forrásban azt találnád, hogy a víz törésmutatója 1,33, de azok a források vagy fizikusok valójában úgy értik, hogy a törésmutató nagyjából 1,33 az egész látható tartományra, viszont minden látható hullámhossznak ettől enyhén eltérő törésmutatója van vízben. A vörös fény törésmutatója vízben nagyjából 1,33, de a kék fény törésmutatója közelebb van az 1,34-hoz. Voltaképp a legtöbb anyagra igaz, hogy minél kisebb a hullámhossz, annál nagyobb lesz a törésmutató, ami azt jelenti, hogy a rövidebb hullámhosszú fény jobban megtörik, mint a nagyobb hullámhosszú fény a legtöbb anyag esetén. A vízben azért törik meg legjobban az ibolya színű fény, mert annak a legkisebb a hullámhossza. A kék fény kicsivel enyhébben fog megtörni, a zöld még enyhébben, a sárga fény még kevésbé, a narancssárga még annyira sem, és a vörös fény törik meg a legkevésbé. Tehát jegyezd meg, hogy a diszperzió és a szivárvány minta, amit létrehoz, onnan ered, hogy a legtöbb anyag törésmutatója a fény hullámhosszától függ, és a legtöbb anyag esetében minél kisebb a fény hullámhossza, a fénysugár annál jobban megtörik.