הביטו אל השמים הגשומים! מה אתה רואה? ובכן, אם רק ירד גשם והשמש זורחת שוב, רוב הסיכויים שתראה קשת. תמיד מראה מקסים לא? אבל מדוע זה לאחר סופת גשם, נראה שהאוויר תופס את האור בדיוק בצורה הנכונה לייצר תופעת טבע מפוארת זו? כמו כוכבים, גלקסיות ובריחת דבורה, כמה פיזיקה מסובכת עומדת בבסיס מעשה הטבע היפה הזה. בתור התחלה, אפקט זה, שבו האור נשבר לספקטרום הצבעים הנראה לעין, ידוע בשם פיזור האור. שם נוסף לכך הוא האפקט הפריזמטי, מכיוון שההשפעה זהה כאילו התבוננה באור דרך פריזמה.
במילים פשוטות, האור מועבר בכמה תדרים או אורכי גל שונים. מה שאנחנו מכירים כ"צבע "הוא במציאות אורכי הגל הנראים לעין של אור, שכולם נעים במהירויות שונות דרך מדיות שונות. במילים אחרות, האור נע במהירות שונה דרך הוואקום של החלל ממה שהוא עושה דרך אוויר, מים, זכוכית או קריסטל. וכשמדובר במגע עם מדיום שונה, אורכי הגל הצבעים השונים נשברים בזוויות שונות. התדרים שנוסעים מהר יותר נשברים בזווית נמוכה יותר ואילו התדרים הנוסעים לאט יותר נשברים בזווית חדה יותר. במילים אחרות, הם מפוזרים על פי תדירותם ואורך הגל שלהם, כמו גם על חומרי מדד השבירה (כלומר, עד כמה היא חוסכת את האור באופן חד).
ההשפעה הכוללת של זה - תדרי אור שונים הנפרצים בזוויות שונות כאשר הם עוברים דרך מדיום - היא שהם מופיעים כספקטרום של צבע לעין בלתי מזוינת. במקרה של הקשת, הדבר מתרחש כתוצאה מאור העובר באוויר רווי מים. אור שמש מכונה לעתים קרובות "אור לבן" מכיוון שהוא שילוב של כל הצבעים הנראים לעין. עם זאת, כאשר האור מכה במולקולות המים, שיש בהן אינדקס שבירה חזק יותר מאשר אוויר, הוא מתפזר לספקטרום הנראה, וכך נוצר אשליה של קשת צבעונית בשמיים.
עכשיו שקלו חלונית ופריזמה. כאשר האור עובר בזכוכית שיש לה צדדים מקבילים, האור יחזור באותו הכיוון אליו נכנס לחומר. אבל אם החומר מעוצב כמו פריזמה, הזוויות עבור כל צבע יוגזמו, והצבעים יוצגו כספקטרום של אור. אדום, מכיוון שיש לו אורך הגל הארוך ביותר (700 ננומטר) מופיע בחלקו העליון של הספקטרום, ומופרך הכי פחות. אחריו אחריו זמן קצר כתום, צהוב, ירוק, כחול, אינדיגו וסגול (או ROY G. GIV, כמו שחלק רוצים לומר). יש לציין כי הצבעים הללו אינם נראים מובחנים לחלוטין, אלא מתמזגים בקצוות. רק באמצעות ניסויים ומדידה מתמשכים הצליחו המדענים לקבוע את הצבעים המובחנים ואת התדרים / אורכי הגל הספציפיים שלהם.
כתבנו מאמרים רבים על פיזור האור עבור מגזין החלל. הנה מאמר על טלסקופ הראפרקטור, והנה מאמר על אור גלוי.
אם תרצה לקבל מידע נוסף על פיזור האור, עיין במאמרים הבאים:
פיזור האור על ידי פריזמות
שאלות ותשובות: פיזור אור
הקלטנו גם פרק של אסטרונומיה יצוק שכולל את טלסקופ החלל האבל. האזינו כאן, פרק 88: טלסקופ החלל האבל.
מקורות:
http://en.wikipedia.org/wiki/Refractive_index
http://en.wikipedia.org/wiki/Dispersion_%28optics%29
http://www.physicsclassroom.com/class/refrn/u14l4a.cfm
http://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/index.php?topic=415.0
http://www.school-for-champions.com/science/light_dispersion.htm
