Newton jako první pochopil, co je duha: použil hranol k lomu bílého světla a jeho rozložení na základní barvy: červenou, oranžovou, žlutou, zelenou, modrou a fialovou. Toto je známé jako Newtonův hranol.
V tomto článku vám řekneme vše, co potřebujete vědět o Newtonově hranolu, jeho vlastnostech a aplikacích.
Co je Newtonův hranol
Newtonův hranol je optický nástroj, který nám umožňuje prozkoumat a pochopit podstatu světla. Vynalezl jej britský vědec Isaac Newton v XNUMX. století. kteří významně přispěli na poli optiky.
Hlavní schopností Newtonova hranolu je rozbít bílé světlo na jeho jednotlivé barvy. Při průchodu paprsku bílého světla hranolem se světlo láme, to znamená, že se vlivem změny rychlosti při průchodu středem hranolu vychýlí ze své původní dráhy. To způsobí, že se světlo rozdělí na různé vlnové délky, což má za následek spektrum barev od červené po fialovou.
Tento jev je známý jako rozptyl světla. Newton ukázal, že Bílé světlo je tvořeno směsí různých barev a každá z těchto barev má jinou vlnovou délku. Newtonův hranol nám umožňuje vizuálně ocenit tento rozklad a ukazuje nám rozmanitost barev, které tvoří světlo, které vidíme každý den.
Zajímavou vlastností Newtonova hranolu je jeho schopnost obrátit proces rozptylu. Umístěním druhého hranolu za první můžeme rozptýlené barvy rekombinovat a získat opět bílé světlo. Tento jev je známý jako převrácení disperze a ukazuje, že bílé světlo je směsí všech viditelných barev.
Kromě jeho použití při rozkladu a rekombinaci světla, Newtonův hranol byl také použit ve spektroskopii, technika, která umožňuje analyzovat chemické složení látky studiem světla, které absorbuje nebo vyzařuje. Průchodem světla vzorkem a následně hranolem můžeme ve výsledném spektru vidět tmavé nebo světlé čáry, které nám poskytují informace o prvcích přítomných ve vzorku.
Isaac Newton a trochu historie
Isaac Newton je často jedním z prvních velkých vědců, kteří přicházejí na mysl, když mluvíme o významných postavách historie. Jeho příběh o jablku a gravitaci se stal docela známým. Tento fyzik zanechal stopu v historii tím, že vyvinul zákony, které regulují jak pohyb nebeských těles ve vesmíru, tak pohyb fyzických objektů na Zemi. Zákon univerzální gravitace a tři zákony klasické mechaniky jsou dva příklady takových zákonů.
Přestože jeho práce o světle a barvách není tak známá, je stejně významná. Před Newtonovým výzkumem v roce 1665 se běžně věřilo, že barvy vznikají určitými reakcemi ve skle a že sluneční světlo je přirozeně bílé. Byl však první, kdo si všiml, že bílé světlo je zodpovědné za vytváření barev, protože se v nich fragmentovalo kvůli svým refrakčním vlastnostem.
Při provádění základního experimentu s použitím lámavého hranolu Učinil pozorování, že světlo lze rozdělit do různých barev. Dále si uvědomil, že neprůhledné předměty absorbují určité barvy, zatímco jiné odrážejí, přičemž barvy, které se odrážejí, jsou ty, které jsou viditelné pro lidské oko. Tento experiment byl tak důležitý, že byl publikován v Journal of the Royal Society v roce 1672, což byla první publikovaná vědecká práce v historii.
Původ barev
Filosof Aristoteles byl průkopníkem v identifikaci barev. Během čtvrtého století před naším letopočtem vyvodil, že všechny barvy byly vytvořeny kombinací čtyř základních barev. Tyto barvy byly spojeny se čtyřmi prvky, které ovládali svět, včetně země, vody, ohně a nebe. Aristoteles také poukázal na to, že dopad světla a stínu může ovlivnit tyto barvy, učinit je tmavšími nebo světlejšími a vytvářet různé variace.
Teorie barev pokročila až v XNUMX. století, kdy Leonardo Da Vinci provedl řadu pozorování. Tento italský muž mnoha talentů věřil, že barva patří specificky k hmotě. Kromě toho stanovil počáteční stupnici základních barev původně vytvořenou Aristotelem, stupnici, která vedla k vývoji všech ostatních barev.
Da Vinci navrhl, aby bílá byla primární barvou, potvrzující, že to byla jediná barva, která umožňovala příjem všech ostatních. Žlutou spojoval se zemí, zelenou s vodou, modrou s oblohou, červenou s ohněm a černou s temnotou. Ke konci svého života však Da Vinci zpochybnil svou vlastní teorii, když zjistil, že kombinací jiných barev lze vytvořit zelenou.
Newtonův hranol a teorie světla
V roce 1665 učinil Newton ve své laboratoři objev, který změnil život. Procházením bílého světla hranolem ho dokázal rozdělit na spektrum barev. Tento experiment mu odhalil, že bílé světlo obsahuje všechny viditelné barvy. Hlavním prvkem použitým v experimentu byl průhledný hranol. Newton potvrdil, že paprsky produkované hranolem byly základní a nelze je dále dělit. Aby ověřil svá zjištění, uspořádal dva hranoly tak, aby umožnily setkání červených paprsků z prvního hranolu, když procházely druhým hranolem a opět produkovaly bílé světlo.
Výskyt tohoto jevu je podobný lomu světla na okraji kusu plastu nebo skla. Výsledkem jsou různé barvy na povrchu. Tento jev lze pozorovat i při slunečných přeháňkách. Kapky deště fungují jako hranoly, fragmentují sluneční světlo a vytvářejí viditelnou duhu.
Po vašem pozorování, Newton objevil, že lom světla závisí na daném objektu.. Výsledkem je, že specifické neprůhledné objekty absorbují určité barvy, místo aby je všechny odrážely. Následně si Newton uvědomil, že pouze barvy, které se odrážejí, jsou ty, které dosáhnou očí, čímž přispívají k vnímání barev v objektu.
Newtonovo vysvětlení odhalilo, že povrch, který se jeví jako červený, je ve skutečnosti povrch, který pohlcuje všechny barvy bílého světla kromě červeného, které se odráží a poté vnímá lidské oko a mozek jej interpretuje jako červenou barvu.
Doufám, že s těmito informacemi se dozvíte více o Newtonově hranolu a jeho vlastnostech.