プリズムにより白色光が７色に分離する

質問

プリズムによって白色光が７色に分離するのを見たことがありますが、
あれは、どういう原理で起こっているのでしょうか？
波長が異なると屈折角に違いがでるのでしょうか？
もしそうなら、どうして違いが出るのでしょうか？
教えて下さい。

回答No.1

acacia7 · ベストアンサー

光は通過する媒体によって進行速度がかわります。
いわゆる「光速」は真空中の速度のことで、
水の中やプリズムの中では遅くなるのです。

まず、空気中とプリズム中の光の速度の違うことを考えてください。
まず、空気中の光はこうなります。
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～～～～
～～～～

これに対し、光の速度が遅いプリズムの中では
↓
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~~~~
~~~~

で、空気とプリズムの境界が傾いていた場合は・・
↓
～～～／~
～～／~~
～／~~~

光の先端の到達地点がずれ、光の進行方向が曲がることがわかると思います。

で、この屈折は波長によって屈折する角度が異なるため。
同じ角度で境界面に入射した光が、波長ごとに分離されるわけです。

お礼

ありがとうございます。
大変わかりやすい回答をしていただき、
かなり理解することができました。
新たに疑問が出てきたので、改めて質問したいと思います。
そのときも、どうかよろしくお願いします。

回答No.3

greatcat

屈折率の二乗は，誘電率と透磁率に比例します。屈折率と分極率の関係は，ローレンツ-ローレンスの式により表されます。ちなみに，誘電率と分極率の場合は，クラウジウス-モソッティの式になります。光の電場成分が媒質を分極させるのにかかる時間は，振動数によって異なります。

お礼

回答ありがとうございます。
ちょっと難しくて本がないとわかりませんが、
今度本を見てみたいと思います。
ありがとうございました。

回答No.2

oshiete_goo

＞波長が異なると屈折角に違いがでるのでしょうか？
＞もしそうなら、どうして違いが出るのでしょうか？

一般に，物質中では光の振動数(色の違い,つまりは[真空中での]波長の違い)によって伝わる速度に違いが出てきます．速度が変わると屈折率も（振動数により）違ってきます（もう少しいえば，屈折率は速度の逆数に比例します）．
すると，光が物質中に入射したときの屈折角は(境界面の)両側の媒質の屈折率の違いで決まってくるので[詳しくは，物理で光学の分野の屈折の法則（スネルの法則）をお調べください]，結局，ご質問のように「[真空中での]波長が異なると屈折角に違いがでる」ことになります．

お礼

回答ありがとうございました。
現在合宿中のためすぐに調べることはできませんが、
こんど、スネルの法則とやらを調べてみたいと思います。
スネルの法則、初めて聞きました。
ちょっと、興味があります。
ありがとうございました。