منشور نيوتن

كان نيوتن أول من فهم ماهية قوس قزح: لقد استخدم المنشور لكسر الضوء الأبيض وتقسيمه إلى ألوانه الأساسية: الأحمر والبرتقالي والأصفر والأخضر والأزرق والبنفسجي. هذا هو المعروف باسم منشور نيوتن.

سنخبرك في هذه المقالة بكل ما تحتاج لمعرفته حول منشور نيوتن وخصائصه وتطبيقاته.

ما هو منشور نيوتن

منشور نيوتن هو أداة بصرية تسمح لنا باستكشاف وفهم طبيعة الضوء. اخترعها العالم البريطاني إسحاق نيوتن في القرن السابع عشر. الذين قدموا مساهمات مهمة في مجال البصريات.

القدرة الرئيسية لمنشور نيوتن هي كسر الضوء الأبيض إلى ألوانه المكونة. عندما يمر شعاع من الضوء الأبيض عبر المنشور ، ينكسر الضوء ، أي أنه ينحرف عن مساره الأصلي بسبب تغير السرعة عند المرور عبر منتصف المنشور. يتسبب هذا في انقسام الضوء إلى أطوال موجية مختلفة ، مما ينتج عنه طيف من الألوان من الأحمر إلى البنفسجي.

تُعرف هذه الظاهرة باسم تشتت الضوء. أظهر نيوتن أن يتكون الضوء الأبيض من مزيج من ألوان مختلفة ولكل لون من هذه الألوان طول موجي مختلف. يسمح لنا منشور نيوتن بتقدير هذا التحلل بصريًا ويظهر لنا تنوع الألوان التي يتكون منها الضوء الذي نراه كل يوم.

ميزة مثيرة للاهتمام للمنشور النيوتوني هي قدرته على عكس عملية التشتت. من خلال وضع منشور ثانٍ بعد الأول ، يمكننا إعادة تجميع الألوان المتناثرة والحصول على الضوء الأبيض مرة أخرى. تُعرف هذه الظاهرة باسم انعكاس التشتت وتوضح أن الضوء الأبيض هو مزيج من جميع الألوان المرئية.

بالإضافة إلى استخدامه في تحلل الضوء وإعادة تركيبه ، كما تم استخدام منشور نيوتن في التحليل الطيفي، وهي تقنية تسمح بتحليل التركيب الكيميائي لمادة ما من خلال دراسة الضوء الذي تمتصه أو تبعثه. من خلال تمرير الضوء عبر عينة ثم من خلال منشور ، يمكننا رؤية خطوط داكنة أو ساطعة في الطيف الناتج ، مما يمنحنا معلومات حول العناصر الموجودة في العينة.

إسحاق نيوتن وبعض التاريخ

غالبًا ما يكون إسحاق نيوتن من أوائل العلماء العظماء الذين يتبادرون إلى الذهن عند مناقشة شخصيات بارزة في التاريخ. أصبحت قصته عن التفاحة والجاذبية معروفة جيدًا. ترك هذا الفيزيائي علامة على التاريخ من خلال تطوير القوانين التي تنظم حركة الأجرام السماوية في الكون وحركة الأجسام المادية على الأرض. قانون الجاذبية العالمية والقوانين الثلاثة للميكانيكا الكلاسيكية مثالان على هذه القوانين.

على الرغم من أن عمله على الضوء والألوان ليس معروفًا جيدًا ، إلا أنه مهم بنفس القدر. قبل بحث نيوتن عام 1665 ، ساد الاعتقاد بأن الألوان تنتج من خلال تفاعلات معينة في الزجاج وأن ضوء الشمس كان أبيض بشكل طبيعي. ومع ذلك ، فقد كان أول من لاحظ أن الضوء الأبيض كان مسؤولاً عن تكوين الألوان ، حيث تجزأ فيها بسبب خصائصه الانكسارية.

عند إجراء تجربة أساسية باستخدام منشور انكسار ، لقد لاحظ أن الضوء يمكن فصله إلى ألوان مختلفة. علاوة على ذلك ، فقد أدرك أن الأجسام المعتمة تمتص ألوانًا معينة بينما تعكس ألوانًا أخرى ، والألوان التي تنعكس هي تلك المرئية للعين البشرية. كانت هذه التجربة ذات أهمية كبيرة لدرجة أنها نُشرت في مجلة الجمعية الملكية عام 1672 ، وهي أول ورقة علمية منشورة في التاريخ.

أصل الألوان

كان الفيلسوف أرسطو رائدًا في تحديد الألوان. خلال القرن الرابع قبل الميلاد ، استنتج أن جميع الألوان تم إنشاؤها من خلال مزيج من أربعة ألوان أساسية. ارتبطت هذه الألوان بالعناصر الأربعة التي سيطروا على العالم ، بما في ذلك الأرض والماء والنار والسماء. أشار أرسطو أيضًا إلى أن تأثير الضوء والظل يمكن أن يؤثر على هذه الألوان ، مما يجعلها أغمق أو أفتح ويخلق اختلافات مختلفة.

لم تتقدم نظرية الألوان حتى القرن السادس عشر ، عندما قدم ليوناردو دافنشي مجموعة متنوعة من الملاحظات. يعتقد هذا الرجل الإيطالي ذو المواهب العديدة أن اللون يخص المادة على وجه التحديد. بالإضافة إلى ذلك ، وضع المقياس الأولي للألوان الأساسية التي صاغها أرسطو في الأصل ، وهو مقياس أدى إلى تطوير جميع الألوان الأخرى.

اقترح دافنشي أن يكون اللون الأبيض هو اللون الأساسي ، مؤكدا أنه اللون الوحيد الذي سمح باستقبال الآخرين. ربط الأصفر بالأرض ، والأخضر بالماء ، والأزرق بالسماء ، والأحمر بالنار ، والأسود بالظلام. ومع ذلك ، في نهاية حياته ، تساءل دافنشي عن نظريته الخاصة عندما لاحظ أن مزيجًا من الألوان الأخرى يمكن أن يخلق اللون الأخضر.

منشور نيوتن ونظرية الضوء

في عام 1665 ، قام نيوتن باكتشاف غير حياته في مختبره. من خلال تمرير الضوء الأبيض عبر منشور ، كان قادرًا على تقسيمه إلى مجموعة من الألوان. كشفت له هذه التجربة أن الضوء الأبيض يحتوي على كل الألوان المرئية. كان العنصر الرئيسي المستخدم في التجربة هو المنشور الشفاف. أكد نيوتن أن الأشعة التي ينتجها المنشور أساسية ولا يمكن تقسيمها أكثر. للتحقق من النتائج التي توصل إليها ، قام بترتيب منشورين بطريقة تسمح للأشعة الحمراء من المنشور الأول بالالتقاء أثناء مرورها عبر الثاني ، مما ينتج عنه ضوء أبيض مرة أخرى.

حدوث هذه الظاهرة يشبه انكسار الضوء في محيط قطعة من البلاستيك أو الزجاج. ينتج عن هذا مجموعة متنوعة من الألوان على السطح. يمكن ملاحظة هذه الظاهرة أيضًا أثناء الاستحمام المشمس. تعمل قطرات المطر مثل المنشور ، فتشتت ضوء الشمس وتنتج قوس قزح مرئيًا.

بعد ملاحظتك ، اكتشف نيوتن أن انكسار الضوء يعتمد على الشيء المعني.. نتيجة لذلك ، تمتص أجسام معتمة معينة ألوانًا معينة بدلاً من عكسها جميعًا. بعد ذلك ، أدرك نيوتن أن الألوان التي تنعكس فقط هي تلك التي تصل إلى العين ، مما يساهم في إدراك اللون في الكائن.

كشف تفسير نيوتن أن السطح الذي يظهر باللون الأحمر هو في الواقع سطح يمتص كل ألوان الضوء الأبيض ما عدا الأحمر ، والذي ينعكس ثم يدركه العين البشرية ويفسره الدماغ على أنه اللون الأحمر.

آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد عن منشور نيوتن وخصائصه.