Disperze

Paprsky monochromatického světla se na rozhraní dvou opticky různých látek lámou. Optické vlastnosti látky vyjadřuje index lomu n, který je definován poměrem rychlostí světla ve vakuu a v látce: n = c₀/c. Snížení rychlosti světla v látce nastane v důsledků kolizí fotonů s elektrony látky, přestože fotony i v látkovém prostředí letí rychlostí světla ve vakuu. Podstatné je, že rychlost světla v látce závisí na kmitočtu fotonu, tj. na jeho "barvě". Se zvětšením kmitočtu se rychlost světla snižuje, index lomu se zvyšuje a paprsek monochromatického světla se víc láme při přechodu z vakua (vzduchu) do látky (vody, skla atd.). Tyto experimentální zkušenosti bereme zde na vědomí a nebudeme pátrat po fyzikálním mechanizmu interakce fotonů a elektronů. Kvalitativní analýzu závislosti indexu lomu sledujeme v oddílu Rozptýlené trasy fotonu.

Viditelné bílé světlo je směsicí fotonů s kmitočty v oboru 3,8.10¹⁴ až 7,7.10¹⁴ Hz. Společný svazek fotonů ve vakuu (vzduchu) se po vstupu do látkového prostředí rozštěpí podle kmitočtu a na stinítku vytvoří barevné spektrum složek svazku. Tento rozklad světla se nazývá disperze světla.

Obr. 16  Disperze tříbarevného světla - program disperze.exe

Interaktivní program modeluje difrakci pravděpodobnostním (interferenčním) obrazcem (Obr. 16) v závislosti na kmitočtu fotonu, indexu lomu a úhlu dopadu fotonu na rozhraní látek. Metoda výpočtu sleduje pravidla neobyčejné teorie světla, tj. vektorové sčítání radiusvektorů po všech trasách fotonu. Na rozdíl od bílého slunečního světla, které má složky v spojitém kmitočtovém pásmu, v programu jsou k dispozici jen tři volitelné kmitočty pro červenou, zelenou a modrou barvu v poměru kmitočtů 0,5 : 0,75 : 1. Průchodem látkou se kmitočet fotonu nemění.