Newton ymmärsi ensimmäisenä, mitä sateenkaari on: hän käytti prismaa taittaakseen valkoisen valon ja jakaakseen sen perusväreihinsä: punaiseksi, oranssiksi, keltaiseksi, vihreäksi, siniseksi ja violetiksi. Tämä tunnetaan nimellä Newtonin prisma.
Tässä artikkelissa kerromme sinulle kaiken, mitä sinun tulee tietää Newtonin prismasta, sen ominaisuuksista ja sovelluksista.
Mikä on Newtonin prisma
Newtonin prisma on optinen instrumentti, jonka avulla voimme tutkia ja ymmärtää valon luonnetta. Sen keksi brittiläinen tiedemies Isaac Newton XNUMX-luvulla. joka antoi merkittävän panoksen optiikan alalla.
Newton-prisman tärkein kyky on hajottaa valkoinen valo komponenttiväreihinsä. Valkoisen valonsäteen kulkiessa prisman läpi valo taittuu, eli se poikkeaa alkuperäiseltä reitiltä johtuen nopeuden muutoksista kulkiessaan prisman keskeltä. Tämä saa valon jakautumaan eri aallonpituuksiksi, jolloin syntyy värispektri punaisesta violettiin.
Tämä ilmiö tunnetaan valonsironnana. Newton osoitti, että Valkoinen valo koostuu eri värien sekoituksesta ja että jokaisella näistä väreistä on erilainen aallonpituus. Newtonin prisman avulla voimme visuaalisesti arvostaa tätä hajoamista ja näyttää meille päivittäin näkemämme valon muodostavien värien monimuotoisuuden.
Newtonin prisman mielenkiintoinen piirre on sen kyky kääntää sirontaprosessi. Asettamalla toisen prisman ensimmäisen perään voimme yhdistää hajallaan olevat värit uudelleen ja saada taas valkoisen valon. Tämä ilmiö tunnetaan dispersion kääntymisenä ja osoittaa, että valkoinen valo on sekoitus kaikkia näkyviä värejä.
Sen lisäksi, että sitä käytetään valon hajotuksessa ja rekombinaatiossa, Newtonin prismaa on käytetty myös spektroskopiassa, tekniikka, jonka avulla aineen kemiallinen koostumus voidaan analysoida tutkimalla sen absorboimaa tai lähettämää valoa. Ohjaamalla valoa näytteen läpi ja sitten prisman läpi voimme nähdä tuloksena olevassa spektrissä tummia tai kirkkaita viivoja, jotka antavat meille tietoa näytteessä olevista alkuaineista.
Isaac Newton ja vähän historiaa
Isaac Newton on usein yksi ensimmäisistä suurista tiedemiehistä, joka tulee mieleen puhuttaessa historian merkittävistä henkilöistä. Hänen tarinansa omenasta ja painovoimasta on tullut varsin tunnetuksi. Tämä fyysikko jätti jäljen historiaan kehittämällä lakeja, jotka säätelevät sekä taivaankappaleiden liikettä universumissa että fyysisten esineiden liikettä maan päällä. Universaalin painovoiman laki ja klassisen mekaniikan kolme lakia ovat kaksi esimerkkiä tällaisista laeista.
Vaikka hänen työnsä valosta ja väreistä ei ole yhtä tunnettuja, se on yhtä merkittävä. Ennen Newtonin tutkimusta vuonna 1665 uskottiin yleisesti, että värit syntyvät lasissa tietyillä reaktioilla ja että auringonvalo oli luonnollisesti valkoista. Hän kuitenkin huomasi ensimmäisenä, että valkoinen valo oli vastuussa värien luomisesta, koska se pirstoutui niissä taiteominaisuuksiensa vuoksi.
Kun suoritat peruskokeen taittoprismalla, Hän teki havainnon, että valo voidaan jakaa useisiin väreihin. Lisäksi hän tajusi, että läpinäkymättömät esineet absorboivat tiettyjä värejä ja heijastavat toisia. Heijastuvat värit ovat ne, jotka näkyvät ihmissilmälle. Tämä kokeilu oli niin tärkeä, että se julkaistiin Journal of the Royal Society -lehdessä vuonna 1672, mikä oli ensimmäinen julkaistu tieteellinen artikkeli historiassa.
Värien alkuperä
Filosofi Aristoteles oli edelläkävijä värien tunnistamisessa. Neljännellä vuosisadalla eKr. hän päätteli, että kaikki värit luotiin neljän perusvärin yhdistelmällä. Nämä värit yhdistettiin neljään elementtiin he hallitsivat maailmaa, mukaan lukien maata, vettä, tulta ja taivasta. Aristoteles huomautti myös, että valon ja varjon vaikutus voi vaikuttaa näihin väreihin tehden niistä tummempia tai vaaleampia ja luoden erilaisia muunnelmia.
Väriteoria eteni vasta XNUMX-luvulla, jolloin Leonardo Da Vinci teki erilaisia havaintoja. Tämä italialainen monitaitoinen mies uskoi, että värit kuuluivat nimenomaan aineeseen. Lisäksi hän esitti Aristoteleen alun perin keksimän perusvärien asteikon, joka johti kaikkien muiden värien kehittymiseen.
Da Vinci ehdotti, että valkoinen olisi pääväri, vahvisti, että se oli ainoa väri, joka salli kaikkien muiden vastaanottamisen. Hän yhdistä keltaisen maahan, vihreän veteen, sinisen taivaaseen, punaisen tuleen ja mustan pimeyteen. Elämänsä loppupuolella Da Vinci kuitenkin kyseenalaisti oman teoriansa, kun hän havaitsi, että muiden värien yhdistelmä voisi luoda vihreää.
Newtonin prisma ja valoteoria
Vuonna 1665 Newton teki elämää muuttavan löydön laboratoriossaan. Ohjaamalla valkoista valoa prisman läpi hän pystyi jakamaan sen väreihin. Tämä koe paljasti hänelle, että valkoinen valo sisälsi kaikki näkyvät värit. Kokeessa käytetty pääelementti oli läpinäkyvä prisma. Newton vahvisti, että prisman tuottamat säteet olivat perustavanlaatuisia eikä niitä voitu jakaa edelleen. Vahvistaakseen havaintojaan hän järjesti kaksi prismaa siten, että ensimmäisestä prismasta tulevat punaiset säteet kohtaavat, kun ne kulkivat toisen läpi, tuottaen jälleen valkoista valoa.
Tämän ilmiön esiintyminen on samanlainen kuin valon taittuminen muovi- tai lasipalan reunalla. Tämä johtaa erilaisiin väreihin pinnalle. Tämä ilmiö voidaan havaita myös aurinkoisten sateiden aikana. Sadepisarat toimivat prismoina, sirpaloivat auringonvaloa ja tuottavat näkyvän sateenkaaren.
Havainnon jälkeen Newton havaitsi, että valon taittuminen riippui kyseessä olevasta esineestä.. Tämän seurauksena tietyt läpinäkymättömät objektit absorboivat tiettyjä värejä sen sijaan, että he heijastisivat niitä kaikkia. Myöhemmin Newton tajusi, että vain ne värit, jotka heijastuvat, ovat niitä, jotka saavuttavat silmät, mikä myötävaikuttaa värin havaitsemiseen esineessä.
Newtonin selitys paljasti, että pinta, joka näyttää punaiselta, on itse asiassa pinta, joka absorboi kaikki valkoisen valon värit paitsi punaisen, joka heijastuu ja sitten havaitaan ihmissilmällä ja tulkitsee aivot punaiseksi väriksi.
Toivon, että näiden tietojen avulla voit oppia lisää Newtonin prismasta ja sen ominaisuuksista.