彩虹照在阴沉的暴风雨天空上，是每个人都喜欢的景象。通过纯净的雨滴照射的阳光如何产生观察到的色彩彩虹?透明玻璃棱镜或钻石使用相同的方法将白光分解为彩色。彩虹中大约有六种颜色，即红色，黑色，黄色，绿色，蓝色和紫色。靛蓝也经常被识别出来。
特定波长的光与某些颜色相关。根据波长，当我们吸收纯波长的光时，我们期望只能看到六种颜色中的一种。我们的眼睛对各种波长的组合的反应会产生在其他条件下可以检测到的成千上万种其他颜色。实际上，白光是相当均匀的所有可见波长的组合。
由于波长的组合，已知为明亮的阳光往往会略带黄色，但它确实包括所有可见波长。彩虹中的颜色与针对波长绘制的颜色的顺序相同。这意味着彩虹中的白光根据波长分布。白光的这种散射称为分散。更准确地说，如果一种机制以波长相关的方式改变光的方向，则会发生色散。色散可以在任何形式的波中发生，并且通常与波长相关的过程有关。
什么是白光?
有时，您已经注意到，当您面对太阳并看到天空时，会看到天空中的白光并不是真正的白光，而是多种颜色的混合体。我们可以说白光是在同一点上具有不同波长和频率点的几种颜色的混合。我们也可以说光谱的所有波长的完全混合称为白光。
白光的自然来源是星星和太阳。太阳系中白光的来源是太阳。人造白光可以借助LED和荧光灯泡来产生。
什么是可见光谱?
可见光波是电磁波的重要形式之一，就像X射线，红外辐射，UV射线和微波一样。这些波可以可视化为彩虹的颜色，每种颜色具有不同的波长。红色的波长最长，而紫色的波长最小。
当一起看所有的波浪时，形成白光。当白光通过镜头时，它会分解为可见光谱的颜色。可见光谱是电磁光谱的一部分，我们可以从肉眼看到。人眼只能看到特定波长的光，范围在380至740 nm之间。如果考虑频率，则频率范围在405至790 THz之间变化。可见光谱和波长，相应颜色的频率如下所示：
可见光谱
| Colors | Wavelength | Frequency |
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Violet |
380-450 nm |
680-790 THz |
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Indigo |
450-485 nm |
620-680 THz |
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Blue |
485-500 nm |
600-620 THz |
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Green |
500-565 nm |
530-600 THz |
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Yellow |
565-590 nm |
510-530 THz |
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Orange |
590-625 nm |
480-510 THz |
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Red |
625-740 nm |
405-480 THz |
分散
可见光分裂成其组成颜色的现象称为色散。光的色散是由于每个波长的光线速度变化(导致偏角)不同而引起的。
在图中示出了棱镜对光波的色散。当白光入射到玻璃棱镜上时，出射光看起来是多色的(紫，靛蓝，蓝色，绿色，黄色，橙色和红色)。弯曲最少的灯是红色，而弯曲最多的灯是紫色。分散是光分解成其组成颜色的过程。光的连续体是光中颜色分量的图案。
当光落在表面上时，它会根据颜色的波长或频率分散为几种颜色，众所周知，频率和波长成反比。每种颜色都有其自己的波长和频率，因此对于相同的白光我们可以看到不同的颜色。
白光通过棱镜的扩散
光散布的原因
- 由不同颜色的光产生的不同程度的折射会导致色散。在真空中，各种颜色的光以相同的速度传播，但在折射介质中，它们以不同的速度传播。
- 紫光的传播速度比红光慢得多。结果，紫光具有最高的介质折射率，而红光具有最低的折射率。
- 结果，紫光具有最高的折射率，而红光具有最低的折射率(在可见光谱中)。结果，紫色的光折射或弯曲最大，而红色的光折射最小。
- 当白光从棱镜中出来时，白光向其组成色的分散是由各种颜色的光的弯曲程度的差异引起的。
光散布的例子
- 白光通过棱镜的色散：如图所示，当白光落在棱镜上时，由于色散，从棱镜中会发现七种颜色的集合。
- 道路上的油引起的分散：道路表面通常存在少量的油，例如汽车润滑油，下雨时会形成漂亮的颜色。
- 彩虹的形成：彩虹被认为是地球上最令人惊叹的灯光秀之一。彩虹是由水滴撞击而形成的五彩弧线。在雨中，水滴在水滴中吸收，折射和分散，形成彩虹。所有这些现象在天空中提供了一个光谱，被称为彩虹。
- 钻石中的色散：钻石中的色散是白光进入钻石(或任何稠密物体)，分离为彩虹的所有光谱颜色，然后以彩色光(也称为钻石)的奇妙反射反射回观看者的眼睛火。
彩虹形成
彩虹由七种颜色(VIBGYOR)紫，靛蓝，蓝色，绿色，黄色，橙色，红色组成。当下雨时，表面上的雨滴就像棱镜一样工作；当阳光落在水滴上时，太阳光线会散射成不同的颜色并形成彩虹，有时我们还会看到多条彩虹。在这个概念中，水滴就像棱镜一样，创造出彩虹。水滴不过是球形球，球形球包含水并具有水的折射率(1.333)，该光使白光分散并形成几束称为彩虹的光束。
因此，形成彩虹的必要条件是：存在水滴或雨滴，并且太阳的位置必须在彩虹观察者的背面。
阳光形成彩虹
样本问题
问题1：为什么降雨后会看到彩虹?
解决方案：
When rain falls the droplets of water acts like a prism and scatter the ray of sunlight into different colors and forms a rainbow.
问题2：为什么可以从棱镜而不是通过玻璃平板发生色散?
解决方案：
In prism, we see a scattering of light but in the case of the glass slab we don’t see any diffraction because the glass slab works like a double prism in which light passes through directly.
问题3：相对于彩虹，太阳的方向是什么?
解决方案：
The direction of the rainbow is opposite to the sun because the lights falling on the water droplets which are acting as the sun can from the rainbow.
问题4：请给出为什么天空是蓝色的原因?
解决方案：
This is because the gases and particles present in the Earth’s atmosphere scatter sunlight in all directions. Blue light is scattered more than other colors because it travels as shorter, smaller waves. This is why we see a blue sky most of the time.
问题5：为什么日落是红色的?
解决方案：
Since, the red light waves are dispersed the least from ambient gas molecules within the visible spectrum of light. When sunlight takes a long way through the atmosphere to meet our eyes at dawn and sunset, the blue light has been largely lost, leaving mostly red and yellow light. As a consequence, the sunlight has an orange or red tint to it.