Synligt ljus är gjord av en blandning av ljusfrekvenser. Det vi ser som vitt ljus innehåller alla regnbågens färger, från högfrekvensen violett till lågfrekventa röda. När vitt ljus passerar genom ett triangulärt glasprisma, separeras det i ett spektrum av färger: röd, orange, gul, grön, blå, indigo och violett. Denna process för att separera vitt ljus i färger är känt som dispersion.

White Light

Synligt ljus är en liten del av det elektromagnetiska spektrat som sträcker sig från lågfrekventa radiovågor till ultrahög frekvens gammastrålar. Högre frekvensljus har en kortare våglängd och lägre frekvensljus har en längre våglängd. Synliga ljusintervall i våglängd från 400 till 700 nanometer. Elektromagnetisk strålning med längre våglängder är känd som infraröd, vilket vi känner igen som värme. Elektromagnetisk strålning med kortare våglängder är ultraviolett, vilket är den typ av strålning som orsakar solbränna. Ljuset uppträder annorlunda eftersom det passerar genom ett transparent material beroende på våglängden.

Optisk densitet

Optisk densitet är en term som beskriver hur ljuset beter sig när det passerar genom transparent material. Om något har en hög optisk densitet, har den större förmåga att sakta ner ljuset när det passerar igenom. När ljuset slår något genomskinligt absorberas det av materialets atomer och släpps sedan. Detta medför att ljuset passerar från atom till atom genom materialet. Emellertid kan processen för absorption och utsläpp vara något snabbare eller långsammare, beroende på ljusets våglängd. Ljus med kortare våglängder saktas ner mer än ljus med längre våglängder.

Brytning

När ljus passerar i en vinkel från ett material till ett annat, kommer det att böja eller brytas. Detta händer eftersom de två materialen har olika optiska densiteter. När ljus exempelvis passerar från luft till glas har glaset en större optisk densitet än luft. Detta gör att ljuset böjer sig närmare det normala, vilket är en imaginär linje vinkelrätt mot ytan. När ljuset når glasets andra sida och går ut i luften, flyttar sig från en större optisk densitet till en mindre, böjs ljuset bort från det normala.

Refraktionvinkel

Ljus med kortare våglängder böjs mer när våglängderna övergår från ett material till ett annat. Så när vitt ljus kommer in i en sida av ett prisma, är de violettljuskomponenterna böjda mest, då indigoen, då de blåa, följt av grön, gul, orange och röd. Var prisman en platt bit glas, ljuset skulle framstå som vitt ljus i andra änden, eftersom det skulle gå ut i samma vinkel som det gick in och ljuset skulle helt enkelt böja tillbaka till sin ursprungliga vinkel. Men eftersom ett prisma är triangulärt, skiljer sig vinkeln från vilken den går ut. När ljuset lämnar prismen, böjs det violetta ljuset ännu längre, liksom de andra färgerna i följd. Resultatet är dispersionen av det vita ljuset i sitt fulla spektrum.

Diffraktion och reflektion

Ett prisma resulterar i en bestrålad ljusfördelning i dess komponentfärger. Ljuset kan emellertid också dispergeras på mindre beställda sätt. Ojämna reflekterande ytor kan sprida ljuset i dess komponentfärger genom att reflektera det i olika vinklar. Detta ses oftast på irriterande exoskeletoner hos vissa insekter eller på den brända sidan av en CD eller DVD. Diffraktion, som är böjning av ljusvågor runt en kant, kan också sprida ljus i dess komponentfärger. Detta händer när de böjda eller reflekterade ljusvågorna stör varandra, vilket är annorlunda än hur ett prisma faktiskt skiljer det rena ljuset.