รู้หรือไม่ ? ทำไมรุ้งกินน้ำจึงมีสีแดงอยู่ข้างบนและมีสีม่วงอยู่ด้านล่าง

ที่มา : http://i.kapook.com/tripplep/1-9-53/rainbow5.jpg

          เพราะรุ้งกินน้ำเป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่เกิดขึ้นหลังจากฝนตก โดยเกิดขึ้นจากแสงแดดส่องผ่านละอองน้ำในอากาศ ทำให้แสงสีต่าง ๆ เกิดการหักเหขึ้น จึงเห็นเป็นแถบสีต่าง ๆ ปรากฏขึ้นบนท้องฟ้า

         เราทราบว่าแสงขาวที่ออกมาจากดวงอาทิตย์นั้นประกอบด้วยสีหลายสี ดังรูป

 

ที่มา : http://www.promolux.com/thai/images/spectrum.jpg

         แสงแต่ละสีจะมีความยาวคลื่นไม่เท่ากัน ซึ่งในวัสดุหนึ่งๆ ค่าดัชนีหักเหจะมีค่าแปรผกผันกับความยาวคลื่น หากความยาวคลื่นน้อยดัชนีหักเหจะมาก และหากความยาวคลื่นมากดัชนีหักเหจะน้อย เป็นไปตาม Sellmeier equation ตัวอย่างดังรูป

ที่มา : http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/4/4f/Sellmeier-equation.svg

          เมื่อแสงเดินทางผ่านตัวกลางต่างชนิดกัน ซึ่งมีดัชนีหักเหต่างกัน จะเกิดการหักเหขึ้น ซึ่งเป็นไปตามกฎของสเนล Snell's law

ที่มา : http://static.ddmcdn.com/gif/rainbow-raindrop.jpg

          ดังนั้นเมื่อแสงขาวซึ่งประกอบด้วยแสงหลายสี (หลายความยาวคลื่น) เดินทางผ่านเข้าไปในละอองหยดน้ำ แสงขาวจะเกิดการหักเห แต่แสงแต่ละสีจะมีค่าดัชนีหักเหไม่เท่ากันจึงเกิดปรากฎการณ์การกระจายของแสง (Dispersion) ก่อให้เกิดเป็นรุ้งกินน้ำ
          จากความสัมพันธ์ระหว่างความยาวคลื่นกับดัชนี้หักเห ส่งผลให้ดัชนีหักเหของแสงสีม่วงมีค่ามากกว่าสีแดง (ในหยดน้ำนี้แสงสีม่วง n=1.343, แสงสีแดง n=1.331) ทำให้สีม่วงมีมุมหักเหที่มากกว่าสีแดง ส่งผลให้มองเห็นสีแดงอยู่ด้านบนและเห็นสีม่วงอยู่ด้านล่างของรุ้งกินน้ำนั่นเอง

ที่มา : http://patarnott.com/atms749/pdf/MultipleRainbowsSingleDrops.pdf

ลองคิดสักนิด ?
         ในเมื่อทราบกันแล้วนะครับว่าแสงแต่ละสี (แต่ละความยาวคลื่น) จะมีค่าดัชนีหักเหที่แตกต่างกันในตัวกลางเดียวกัน คำถามคือ
         ถ้าแสงขาวนี้ผ่านเลนส์เดี่ยวในกล้องถ่ายรูป ภาพที่ถ่ายออกมาจะมีลักษณะอย่างไร ทำไมจึงเป็นเช่นนั้น
>>> ติดตามผลเฉลยตอนต่อไปนะครับ