プリズムによる光の分散
白色光は色ごとに屈折率が違うため、プリズムで虹のスペクトルに分かれます。波長依存の屈折で生まれる虹を可視化します。
48°
60°
55%
赤の偏角 δ(赤)
—
紫の偏角 δ(紫)
—
スペクトルの広がり Δδ
—
屈折率の差 n(紫)−n(赤)
—
プリズムを通る白色光の分散（左から入射 → スクリーンに虹）
色（波長）ごとの屈折率と偏角 — 数値が連動します
| 色 | 波長 λ (nm) | 屈折率 n(λ) | 第1面 屈折角 | 偏角 δ (合計) |
|---|
白色光は赤〜紫までさまざまな波長の光が混ざったものです。ガラスの屈折率 n は波長によってわずかに違い、
波長が短い（紫）ほど n が大きく強く曲がる性質があります（これを分散といいます）。
プリズムは2つの面で光を屈折させるので、色ごとの屈折角の差が積み重なり、出てきた光が虹のスペクトルに広がります。 各色の屈折率は コーシーの式
入射角・頂角・分散の強さを変えて、色ごとの屈折角と虹の広がりがどう連動するか確かめましょう。
プリズムは2つの面で光を屈折させるので、色ごとの屈折角の差が積み重なり、出てきた光が虹のスペクトルに広がります。 各色の屈折率は コーシーの式
n(λ) = A + B/λ² でモデル化しています。入射角・頂角・分散の強さを変えて、色ごとの屈折角と虹の広がりがどう連動するか確かめましょう。
いま何が起きている？
ここがポイント
- 屈折率は波長で変わる ── 紫ほど n が大きく、赤ほど n が小さい（
n(λ)=A+B/λ²）。 - プリズムの2つの面で屈折が積み重なり、色ごとの偏角の差がスペクトルに開く。
- 分散の強さ B を上げる、または頂角 A を大きくすると虹の広がり Δδ が増える。
- 屈折率が大きすぎる色は第2面で全反射して外へ出られないこともある（虹が欠ける）。