На треугольную призму падают два параллельных луча − красный и фиолетовый. Останутся ли они параллельными после выхода из призмы?

Для ответа на данный вопрос необходимо рассмотреть явление преломления света, дисперсию, а также законы геометрической оптики, которые описывают поведение светового луча при прохождении через оптические среды.

Преломление света − это изменение направления распространения светового луча при переходе из одной среды в другую с разной оптической плотностью. Преломление света описывается законом Снеллиуса, который гласит:

n₁ * sin(θ₁) = n₂ * sin(θ₂),

где:
− n₁ и n₂ — показатели преломления первой и второй среды соответственно,
− θ₁ — угол падения луча (угол между падающим лучом и нормалью к поверхности),
− θ₂ — угол преломления (угол между преломленным лучом и нормалью к поверхности).

Показатель преломления — это характеристика материала, которая показывает, как сильно изменяется скорость света при переходе из вакуума или воздуха в данную среду. Скорость света в среде зависит от длины волны света: чем больше длина волны, тем меньше показатель преломления. Например, показатель преломления для красного света (с большей длиной волны) будет меньше, чем для фиолетового света (с меньшей длиной волны).

Дисперсия света — это явление, связанное с тем, что показатель преломления среды зависит от длины волны света. Именно благодаря дисперсии белый свет, проходя через призму, разлагается в спектр, состоящий из цветов радуги.

Когда световой луч падает на поверхность призмы, он преломляется в зависимости от угла падения и показателя преломления материала призмы. Красный и фиолетовый лучи имеют разные длины волн, и, следовательно, их показатели преломления будут отличаться. Это приводит к тому, что угол преломления для каждого из лучей будет разным. После первого преломления внутри призмы лучи начнут двигаться под разными углами.

Внутри призмы происходит второе преломление, когда лучи выходят из её поверхности. Из−за различий в показателях преломления и углах падения на выходной поверхности призмы красный и фиолетовый лучи выйдут из призмы под разными углами. Таким образом, они перестанут быть параллельными.

Этот эффект является следствием дисперсии света и различного поведения лучей с разными длинами волн при прохождении через оптическую среду. Именно из−за этого явления мы можем наблюдать разложение света в спектр через призму.

Таким образом, после прохождения через треугольную призму красный и фиолетовый лучи не останутся параллельными.