Newton va ser el primer a comprendre què és un arc de Sant Martí: va fer servir un prisma per refractar la llum blanca i descompondre-la en els seus colors bàsics: vermell, taronja, groc, verd, blau i violeta. A això se'l coneix com prisma de Newton.
En aquest article explicarem tot el que necessites saber sobre el prisma de Newton, les seves característiques i aplicacions.
Què és el prisma de Newton
El prisma de Newton és un instrument òptic que permet explorar i comprendre la naturalesa de la llum. Va ser inventat pel científic britànic Isaac Newton al segle XVII, qui va realitzar importants contribucions al camp de l'òptica.
La capacitat principal del prisma de Newton serveix per descompondre la llum blanca als seus colors components. En passar un raig de llum blanca a través del prisma, la llum es refracta, és a dir, es desvia de la seva trajectòria original a causa del canvi en la velocitat en travessar el mitjà del prisma. Això fa que la llum se separi en diferents longituds d'ona, cosa que dóna com a resultat un espectre de colors que va des del vermell fins al violeta.
Aquest fenomen es coneix com a dispersió de la llum. Newton va demostrar que la llum blanca està formada per una barreja de diferents colors i que cadascun d'aquests colors té una longitud d'ona diferent. El prisma de Newton ens permet apreciar visualment aquesta descomposició i ens mostra la diversitat dels colors que componen la llum que veiem cada dia.
Una característica interessant del prisma de Newton és la capacitat per revertir el procés de dispersió. En col·locar un segon prisma després del primer, podem recombinar els colors dispersats i obtenir llum blanca novament. Aquest fenomen es coneix com a reversió de la dispersió i demostra que la llum blanca és una barreja de tots els colors visibles.
A més del seu ús en la descomposició i recombinació de la llum, el prisma de Newton també ha estat utilitzat a l'espectroscòpia, una tècnica que permet analitzar la composició química duna substància mitjançant lestudi de la llum que absorbeix o emet. En passar la llum a través d'una mostra i després a través d'un prisma, podem observar línies fosques o brillants a l'espectre resultant, cosa que ens brinda informació sobre els elements presents a la mostra.
Isaac Newton i una mica d'història
Isaac Newton és sovint un dels primers grans científics que ve al cap quan es parla de figures eminents de la història. La seva història de la poma i la gravetat s'han fet força coneguda. Aquest físic va deixar una empremta en la història en elaborar les lleis que regulen tant el moviment dels cossos celestes a l'Univers com el dels objectes físics a la Terra. La Llei de la Gravitació Universal i les tres Lleis de la Mecànica Clàssica són dos exemples de tals lleis.
Tot i que el seu treball sobre la llum i els colors no sigui tan conegut, és igual de significatiu. Abans de la investigació de Newton el 1665, es creia comunament que els colors es produïen a través de certes reaccions al vidre i que la llum del sol era naturalment blanca. No obstant això, va ser el primer a notar que la llum blanca era la responsable de crear els colors, ja que s'hi fragmentava a causa dels seus atributs refractius.
En realitzar un experiment bàsic usant un prisma refractor, va fer lobservació que la llum es pot separar en diversos colors. A més, es va adonar que els objectes opacs absorbeixen certs colors mentre reflecteixen altres, sent els colors que es reflecteixen els que són visibles per a l'ull humà. Aquest experiment va ser de tal importància que es va publicar a la revista de la Royal Society el 1672, marcant el primer article científic publicat a la història.
Origen dels colors
El filòsof Aristòtil va ser el pioner en la identificació dels colors. Durant el segle IV aC, va deduir que tots els colors eren creats per la combinació de quatre colors fonamentals. Aquests colors estaven associats amb els quatre elements que controlaven el món, inclosos la terra, l'aigua, el foc i el cel. Aristòtil també va assenyalar que l'impacte de la llum i l'ombra podrien influir en aquests colors, fent-los enfosquir-se o aclarir-se i crear diverses variacions.
La teoria sobre els colors no va experimentar avenços fins al segle XVI, quan Leonardo Da Vinci va fer una varietat dobservacions. Aquest home italià de molts talents creia que el color pertanyia específicament a la matèria. A més, va exposar l'escala inicial de colors fonamentals que originalment va encunyar Aristòtil, una escala que va conduir al desenvolupament de tots els altres colors.
Da Vinci va proposar que el blanc fos el color primari, afirmant que era lúnic color que permetia la recepció de tots els altres. Va associar el groc amb la terra, el verd amb l'aigua, el blau amb el cel, el vermell amb el foc i el negre amb la foscor. Tot i això, cap al final de la seva vida, Da Vinci va qüestionar la seva pròpia teoria en observar que una combinació d'altres colors podria crear el verd.
Prisma de Newton i teoria de la llum
El 1665, Newton va fer un descobriment que li va canviar la vida al seu laboratori. En passar llum blanca a través d'un prisma, la va poder dividir en un espectre de colors. Aquest experiment li va revelar que la llum blanca contenia tots els colors visibles. L'element principal utilitzat a l'experiment va ser un prisma transparent. Newton va confirmar que els raigs produïts pel prisma eren fonamentals i no podien dividir-se més. Per verificar les seves troballes, va col·locar dos prismes de manera que permetia que els raigs vermells del primer prisma es trobessin quan passaven pel segon, produint novament llum blanca.
L'ocurrència d'aquest fenomen és similar a la refracció de la llum a la perifèria d'una peça de plàstic o vidre. Això dóna com a resultat una varietat de colors a la superfície. Aquest fenomen també es pot observar durant les pluges assolellades. Les gotes de pluja actuen com a prismes, fragmentant la llum del sol i produint un arc de Sant Martí visible.
Després de la seva observació, Newton va descobrir que la refracció de la llum depenia de l'objecte en qüestió. Com a resultat, objectes opacs específics absorbeixen certs colors en lloc de reflectir-los tots. Posteriorment, Newton es va adonar que només els colors que es reflecteixen són els que arriben als ulls, contribuint així a la percepció del color a l'objecte.
L'explicació de Newton va revelar que una superfície que sembla vermella és en realitat una superfície que absorbeix tots els colors de la llum blanca excepte el vermell, que es reflecteix i després és percebut per l'ull humà i interpretat pel cervell com el color vermell.
Espero que amb aquesta informació pugueu conèixer més sobre el prisma de Newton i les seves característiques.