Ο Νεύτων ήταν ο πρώτος που κατάλαβε τι είναι το ουράνιο τόξο: χρησιμοποίησε ένα πρίσμα για να διαθλάσει το λευκό φως και να το διασπάσει στα βασικά του χρώματα: κόκκινο, πορτοκαλί, κίτρινο, πράσινο, μπλε και βιολετί. Αυτό είναι γνωστό ως Πρίσμα του Νεύτωνα.
Σε αυτό το άρθρο θα σας πούμε όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για το πρίσμα του Νεύτωνα, τα χαρακτηριστικά και τις εφαρμογές του.
Τι είναι το πρίσμα του Νεύτωνα
Το πρίσμα του Νεύτωνα είναι ένα οπτικό όργανο που μας επιτρέπει να εξερευνήσουμε και να κατανοήσουμε τη φύση του φωτός. Εφευρέθηκε από τον Βρετανό επιστήμονα Ισαάκ Νεύτωνα τον XNUMXο αιώνα. ο οποίος είχε σημαντικές συνεισφορές στον τομέα της οπτικής.
Η κύρια ικανότητα του πρίσματος του Νεύτωνα είναι να σπάσει το λευκό φως στα συστατικά του χρώματα. Όταν μια ακτίνα λευκού φωτός διέρχεται από το πρίσμα, το φως διαθλάται, δηλαδή αποκλίνει από την αρχική του διαδρομή λόγω της αλλαγής της ταχύτητας κατά τη διέλευση από τη μέση του πρίσματος. Αυτό προκαλεί τη διάσπαση του φωτός σε διαφορετικά μήκη κύματος, με αποτέλεσμα ένα φάσμα χρωμάτων από κόκκινο έως ιώδες.
Αυτό το φαινόμενο είναι γνωστό ως σκέδαση φωτός. Ο Νεύτων έδειξε ότι το Το λευκό φως αποτελείται από ένα μείγμα διαφορετικών χρωμάτων και ότι καθένα από αυτά τα χρώματα έχει διαφορετικό μήκος κύματος. Το πρίσμα του Νεύτωνα μας επιτρέπει να εκτιμήσουμε οπτικά αυτή την αποσύνθεση και μας δείχνει την ποικιλία των χρωμάτων που συνθέτουν το φως που βλέπουμε καθημερινά.
Ένα ενδιαφέρον χαρακτηριστικό του Νευτώνειου πρίσματος είναι η ικανότητά του να αντιστρέφει τη διαδικασία σκέδασης. Τοποθετώντας ένα δεύτερο πρίσμα μετά το πρώτο, μπορούμε να ανασυνδυάσουμε τα διάσπαρτα χρώματα και να πάρουμε ξανά λευκό φως. Αυτό το φαινόμενο είναι γνωστό ως αντιστροφή διασποράς και δείχνει ότι το λευκό φως είναι ένα μείγμα όλων των ορατών χρωμάτων.
Εκτός από τη χρήση του στην αποσύνθεση και τον ανασυνδυασμό του φωτός, Το πρίσμα του Νεύτωνα έχει επίσης χρησιμοποιηθεί στη φασματοσκοπία, μια τεχνική που επιτρέπει την ανάλυση της χημικής σύστασης μιας ουσίας μελετώντας το φως που απορροφά ή εκπέμπει. Περνώντας το φως μέσα από ένα δείγμα και μετά μέσα από ένα πρίσμα, μπορούμε να δούμε σκοτεινές ή φωτεινές γραμμές στο προκύπτον φάσμα, δίνοντάς μας πληροφορίες για τα στοιχεία που υπάρχουν στο δείγμα.
Ισαάκ Νεύτων και λίγη ιστορία
Ο Ισαάκ Νεύτων είναι συχνά ένας από τους πρώτους μεγάλους επιστήμονες που έρχεται στο μυαλό όταν συζητάμε για εξέχουσες προσωπικότητες της ιστορίας. Η ιστορία του για το μήλο και τη βαρύτητα έχει γίνει αρκετά γνωστή. Αυτός ο φυσικός άφησε σημάδι στην ιστορία αναπτύσσοντας τους νόμους που ρυθμίζουν τόσο την κίνηση των ουράνιων σωμάτων στο Σύμπαν όσο και εκείνη των φυσικών αντικειμένων στη Γη. Ο νόμος της παγκόσμιας βαρύτητας και οι τρεις νόμοι της κλασικής μηχανικής είναι δύο παραδείγματα τέτοιων νόμων.
Αν και το έργο του για το φως και τα χρώματα δεν είναι τόσο γνωστό, είναι εξίσου σημαντικό. Πριν από την έρευνα του Νεύτωνα το 1665, πίστευαν κοινώς ότι τα χρώματα παράγονταν μέσω ορισμένων αντιδράσεων στο γυαλί και ότι το φως του ήλιου ήταν φυσικά λευκό. Ωστόσο, ήταν ο πρώτος που παρατήρησε ότι το λευκό φως ήταν υπεύθυνο για τη δημιουργία χρωμάτων, καθώς κατακερματίστηκε σε αυτά λόγω των διαθλαστικών του ιδιοτήτων.
Όταν εκτελείτε ένα βασικό πείραμα χρησιμοποιώντας ένα διαθλαστικό πρίσμα, Έκανε την παρατήρηση ότι το φως μπορεί να διαχωριστεί σε διάφορα χρώματα. Επιπλέον, συνειδητοποίησε ότι τα αδιαφανή αντικείμενα απορροφούν ορισμένα χρώματα ενώ αντανακλούν άλλα, με τα χρώματα που αντανακλώνται να είναι αυτά που είναι ορατά στο ανθρώπινο μάτι. Αυτό το πείραμα ήταν τόσο σημαντικό που δημοσιεύτηκε στο Journal of the Royal Society το 1672, σηματοδοτώντας την πρώτη δημοσιευμένη επιστημονική εργασία στην ιστορία.
Προέλευση των χρωμάτων
Ο φιλόσοφος Αριστοτέλης ήταν ο πρωτοπόρος στην ταύτιση των χρωμάτων. Κατά τον τέταρτο αιώνα π.Χ., συμπέρανε ότι όλα τα χρώματα δημιουργήθηκαν από το συνδυασμό τεσσάρων θεμελιωδών χρωμάτων. Αυτά τα χρώματα συνδέονταν με τα τέσσερα στοιχεία που ήλεγχαν τον κόσμο, συμπεριλαμβανομένης της γης, του νερού, της φωτιάς και του ουρανού. Ο Αριστοτέλης επεσήμανε επίσης ότι η επίδραση του φωτός και της σκιάς θα μπορούσε να επηρεάσει αυτά τα χρώματα, κάνοντάς τα πιο σκούρα ή πιο ανοιχτά και δημιουργώντας διαφορετικές παραλλαγές.
Η θεωρία των χρωμάτων δεν προχώρησε μέχρι τον XNUMXο αιώνα, όταν ο Λεονάρντο Ντα Βίντσι έκανε ποικίλες παρατηρήσεις. Αυτός ο Ιταλός άνδρας με πολλά ταλέντα πίστευε ότι το χρώμα ανήκε ειδικά στην ύλη. Επιπλέον, παρουσίασε την αρχική κλίμακα των θεμελιωδών χρωμάτων που επινοήθηκε αρχικά από τον Αριστοτέλη, μια κλίμακα που οδήγησε στην ανάπτυξη όλων των άλλων χρωμάτων.
Ο Ντα Βίντσι πρότεινε ότι το λευκό είναι το κύριο χρώμα, επιβεβαιώνοντας ότι ήταν το μόνο χρώμα που επέτρεπε την υποδοχή όλων των άλλων. Συνέδεσε το κίτρινο με τη γη, το πράσινο με το νερό, το μπλε με τον ουρανό, το κόκκινο με τη φωτιά και το μαύρο με το σκοτάδι. Ωστόσο, προς το τέλος της ζωής του, ο Ντα Βίντσι αμφισβήτησε τη δική του θεωρία όταν παρατήρησε ότι ένας συνδυασμός άλλων χρωμάτων θα μπορούσε να δημιουργήσει πράσινο.
Το πρίσμα του Νεύτωνα και η θεωρία του φωτός
Το 1665, ο Νεύτων έκανε μια ανακάλυψη που άλλαξε τη ζωή στο εργαστήριό του. Περνώντας το λευκό φως μέσα από ένα πρίσμα, μπόρεσε να το χωρίσει σε ένα φάσμα χρωμάτων. Αυτό το πείραμα του αποκάλυψε ότι το λευκό φως περιείχε όλα τα ορατά χρώματα. Το κύριο στοιχείο που χρησιμοποιήθηκε στο πείραμα ήταν ένα διαφανές πρίσμα. Ο Νεύτων επιβεβαίωσε ότι οι ακτίνες που παράγονται από το πρίσμα ήταν θεμελιώδεις και δεν μπορούσαν να διαιρεθούν περαιτέρω. Για να επαληθεύσει τα ευρήματά του, τακτοποίησε δύο πρίσματα με τέτοιο τρόπο ώστε να επιτρέψει στις κόκκινες ακτίνες από το πρώτο πρίσμα να συναντηθούν καθώς περνούσαν από το δεύτερο, παράγοντας πάλι λευκό φως.
Η εμφάνιση αυτού του φαινομένου είναι παρόμοια με τη διάθλαση του φωτός στην περιφέρεια ενός τεμαχίου πλαστικού ή γυαλιού. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα μια ποικιλία χρωμάτων στην επιφάνεια. Αυτό το φαινόμενο μπορεί επίσης να παρατηρηθεί κατά τη διάρκεια ηλιόλουστων βροχών. Οι σταγόνες της βροχής λειτουργούν σαν πρίσματα, κατακερματίζοντας το φως του ήλιου και δημιουργώντας ένα ορατό ουράνιο τόξο.
Μετά την παρατήρησή σας, Ο Νεύτων ανακάλυψε ότι η διάθλαση του φωτός εξαρτιόταν από το εν λόγω αντικείμενο.. Ως αποτέλεσμα, συγκεκριμένα αδιαφανή αντικείμενα απορροφούν ορισμένα χρώματα αντί να αντανακλούν όλα αυτά. Στη συνέχεια, ο Newton συνειδητοποίησε ότι μόνο τα χρώματα που αντανακλώνται είναι αυτά που φτάνουν στα μάτια, συμβάλλοντας έτσι στην αντίληψη του χρώματος στο αντικείμενο.
Η εξήγηση του Νεύτωνα αποκάλυψε ότι μια επιφάνεια που φαίνεται κόκκινη είναι στην πραγματικότητα μια επιφάνεια που απορροφά όλα τα χρώματα του λευκού φωτός εκτός από το κόκκινο, το οποίο αντανακλάται και στη συνέχεια γίνεται αντιληπτό από το ανθρώπινο μάτι και ερμηνεύεται από τον εγκέφαλο ως το κόκκινο χρώμα.
Ελπίζω ότι με αυτές τις πληροφορίες μπορείτε να μάθετε περισσότερα για το πρίσμα του Νεύτωνα και τα χαρακτηριστικά του.