光には特有の性質があります。今回はそのうちの1つ、 光の分散 について解説します。

以前に、太陽光は すべての色の光が混ざった白色光 であることを学習しましたね。この太陽光をスリットを通して、ガラスなどの透明な素材でできた三角柱( プリズム )に入射させてみます。

すると、プリズムを通過した太陽光は様々な色に分かれ、スクリーンに虹のような一連の色の帯が映し出されます。この現象を 分散 と言います。

分散 でおさえておきたいポイントは、各色ごとの曲がり方です。 波長が一番短い紫色 は 最も大きく 曲げられ、 波長が一番長い赤色 は 最も小さく 曲がります。黄色は可視光線の中で中間色にあたり、スクリーン上では紫と赤の間の位置にあります。

なぜこのような現象が起きるのでしょうか？注目したいのはプリズムの 絶対屈折率n と 波長λ の関係です。実は絶対屈折率は一定ではありません。波長とともに変化するのです。下のグラフを見てください。

横軸が波長、縦軸が絶対屈折率を表しています。 波長が短くなればなるほど、屈折率がどんどん大きく なっていますね。屈折率が大きいということは、より大きく曲げられるということになります。反対に屈折率が小さいと、それほど光を曲げることはできません。したがって、 波長の短い紫の光がより大きく曲げられる ということがグラフから分かりますね。