Тому що коли хвиля переходить з одного середовища в іншу, наприклад, з повітря у воду, вона змінює напрямок руху. Це явище так і називається - переломлення.
За допомогою заломлення можна побачити те, що знаходиться «за рогом»
До речі кажучи, дисперсія світла, яку відкрив нам шановний старий Ньютон, - це теж наслідок заломлення. Подивіться ще раз на картинку дисперсії світла нижче. Що ми бачимо? Та не що інше, як подвійне заломлення світла, ламається спочатку при вході з повітря в скло, а потім - при вході зі скла в повітря. Ми бачимо, що фіолетовий колір, тобто з меншою довжиною хвилі і більшою частотою, ламається більше (має більший кут заломлення), ніж червоний. Який висновок?
Високочастотне випромінювання має більший кут заломлення - ось який! Гляньте, ось і ще один фізичний закончик ненароком намалювався! Виявляється, кут заломлення залежить від довжини хвилі. Тому, власне, дисперсія і виходить.
Дисперсія світла в скляній призмі.
Чому мильна бульбашка райдужний?
Тому що мильна плівка дуже тонка, її товщина в 5 тисяч разів тонші людської волосини. А це означає, що її товщина порівнянна з довжиною світлової хвилі, що при складанні хвиль має велике значення. Про який складанні хвиль йдеться? Так про ту саму інтерференції, про яку ми вже знаємо.
На малюнку нижче показано, які саме промені складаються - відбиті від зовнішньої поверхні плівки і відбиті від її внутрішньої поверхні.
Інтерференція кольорових променів в тонкій плівці
Справа в тому, що в око прилітають промені, які пройшли різний шлях - одні відразу відбилися від зовнішньої поверхні міхура (промінь 1), а інші «сходили» до його внутрішньої поверхні, тобто пройшли шлях трохи більший (промінь 2). На виході ці розділені промені зустрічаються і починають интерферировать. Якщо при цьому у блакитного кольору, наприклад, горбик першої хвилі співпаде з провалом другий, вони загасяться. І блакитного кольору не буде! А довжина червоного світла інша. І тому у червоного може статися зворотне - горбики двох хвиль співпадуть, давши посилення червоною хвилі. І ми побачимо яскраві червоні переливи.
Але оскільки міхур як би стікає сам по собі, повисаючи внизу краплею, його стінки стоншуються, змінюються, відповідно, змінюється довжина пробігу хвиль - звідси і переливи.
Чому небо блакитне?
Чому не зелене? Чи не жовте? Чи не безбарвне? Взагалі, як відомо будь-якому громадянину, повітря кольору не має, він прозорий. Чому ж небо, «зроблене» з повітря, має колір - та ще такий гарний?
А справа в тому, що сонячні промені при попаданні в атмосферу розсіюються. Але розсіюються вони по-різному.
Давайте розберемося. Що значить «розсіюються»? І чому по-різному?
Розсіювання - це буквально розкидання, розкидання на всі боки. Прилітають з космічного безповітряного простору в атмосферу Землі світлові хвилі починають відбиватися від молекул повітря і розлітатися на всі боки, «розбризкується» вліво, вправо, вперед, назад. Потім відбиті хвилі налітають на наступну молекулу, знову відображаються у випадковому напрямку, знову налітають на наступну молекулу і так далі. Але відбувається це в основному з блакитними хвилями, тому кожна точка атмосфери світиться блакитним світлом.
Чому ж розсіюється в атмосфері тільки блакитне світло?
Та тому що блакитні і фіолетові хвилі - найкоротші (але фіолетових променів сонце дає мало, до того ж фіолет добре затримується в верхніх шарах атмосфери, тому небо не фіолетове, а все-таки блакитне.) А ми з вами вже знаємо - довгим хвилям поширюватися легше: якщо ультразвук загасає швидко, то інфразвуки можуть поширюватися на тисячі кілометрів, вони легко огинають будь-які перешкоди за рахунок своєї величезної довжини. Те ж саме і зі світлом - довші промені більш далекобійні. А довгі хвилі в сонячному світлі які? Ті, що ближче до червоного кінця спектра! В силу довжини їм легше огинати молекули атмосфери і летіти далі. Тому якщо ви хочете зробити якийсь попереджувальний вогонь, краще зробити його червоним - він далі видно. А ось фари військових вантажівок роблять синього кольору: якщо пересуватися потрібно вночі і приховано - так, щоб противник не помітив, дорогу підсвічують синім світлом: він «короткодіючий» і здалеку непомітний, оскільки швидко розсіюється і загасає.
Тепер ви самі можете відповісти на питання, чому захід і схід забарвлюють небо в червоний і оранжевий кольори. «Горить схід зорею нової», - писав поет, маючи на увазі колір вогню. Не можете? Добре я скажу.
Справа в тому, що під час сходу і заходу сонце стоїть низько над горизонтом, а значить, його променям доводиться пробивати більш товстий шар атмосфери. Саме проникаюче - довге червоне випромінювання з цим справляється краще і долітає до очей. А коротші хвилі остаточно розсіюються і гаснуть. Тому західне небо поблизу сонця і здається червоним.
Західні промені пробивають більш товстий шар атмосфери, ніж денні.