Soru: Bir gökkuşağında renklerin sırası neden her zaman aynıdır (kırmızı dışta, mor içte)? Bu bir illüzyon mudur ve fiziksel mekanizması nedir?
Çözüm: Gökkuşağı bir fiziksel illüzyondur, çünkü gerçekte belirli bir yerde duran bir nesne değil, ışık olaylarının neden olduğu bir görüntüdür. Fiziksel açıklama adım adım:
- Güneş ışığı yağmur damlalarına çarpar ve kırılma, yansıma ve dağılma (dispersiyon) olayları gerçekleşir.
- Işık, damla içinde kırılır, iç yüzeyden yansır ve tekrar kırılarak çıkar. Bu süreçte, beyaz ışık bileşen renklerine ayrılır (dağılma), çünkü farklı renkler (dalga boyları) farklı kırılma indislerine sahiptir.
- Renk sırası, kırılma açılarına bağlıdır: Kırmızı ışık en az kırılır (yaklaşık 42° açıyla), mor ışık en fazla kırılır (yaklaşık 40° açıyla). Matematiksel olarak, kırılma açısı $\theta$ Snell Yasası ve dalga boyu $\lambda$ ile ilişkilidir.
- Bu sabit açılar, gözlemciye göre gökkuşağının hep aynı sırada görünmesini sağlar. Görüntü, damlalardan yansıyan ışığın konumuna bağlıdır, bu nedenle aslında "orada" değildir, bir optik illüzyondur.
