ニュートンのプリズム

プリズムを通した屈折

ニュートンは、虹が何であるかを最初に理解しました。彼はプリズムを使用して白色光を屈折させ、それを基本色である赤、オレンジ、黄、緑、青、紫に分解しました。 これはとして知られています ニュートンのプリズム.

この記事では、ニュートンプリズム、その特徴、応用について知っておくべきことをすべて説明します。

ニュートンプリズムとは何ですか

ニュートンのプリズムと光

ニュートンプリズムは、光の性質を探求し理解することを可能にする光学機器です。 XNUMX世紀にイギリスの科学者アイザック・ニュートンによって発明されました。 光学の分野で重要な貢献をした人。

ニュートン プリズムの主な機能は、白色光をその構成色に分解することです。 白色光線がプリズムを通過するとき、光は屈折します。つまり、プリズムの中央を通過する際の速度の変化により、光は元の経路から外れます。 これにより、光がさまざまな波長に分割され、赤から紫までの色のスペクトルが生じます。

この現象は光散乱として知られています。 ニュートンは、 白色光はさまざまな色の混合で構成されており、これらの色はそれぞれ異なる波長を持っています。 ニュートンのプリズムを使用すると、この分解を視覚的に理解することができ、私たちが毎日目にする光を構成する色の多様性を示すことができます。

ニュートン プリズムの興味深い特徴は、散乱プロセスを逆転できることです。 最初のプリズムの後に XNUMX 番目のプリズムを配置すると、散乱した色を再結合して白色光を再び得ることができます。 この現象は分散反転として知られており、白色光がすべての可視色の混合物であることを示しています。

光の分解や再結合に使用されるだけでなく、 ニュートンプリズムは分光法にも使用されています、物質が吸収または放出する光を研究することによって、物質の化学組成を分析できるようにする技術。 光をサンプルに通してからプリズムに通すと、得られるスペクトルに暗い線または明るい線が表示され、サンプル中に存在する元素に関する情報が得られます。

アイザック・ニュートンとその歴史

光の屈折

アイザック・ニュートンは、歴史上の著名な人物について議論するときに最初に思い浮かぶ偉大な科学者の一人です。 彼のリンゴと重力の話は非常によく知られています。 この物理学者は、宇宙の天体の動きと地球上の物体の動きの両方を規制する法則を開発し、歴史に足跡を残しました。 万有引力の法則と古典力学の XNUMX つの法則は、そのような法則の XNUMX つの例です。

光と色に関する彼の研究はそれほど知られていませんが、同じくらい重要です。 1665 年のニュートンの研究以前は、色はガラス内の特定の反応によって生成され、太陽光は自然に白色であると一般に信じられていました。 しかし、彼は、白色光がその屈折特性により断片化され、色の生成に関与していることに最初に気づきました。

屈折プリズムを使った基礎実験を行う場合、 彼は、光はさまざまな色に分解できるという観察を行いました。 さらに、彼は、不透明な物体は特定の色を吸収しながら他の色を反射し、反射された色が人間の目に見える色であることに気づきました。 この実験は非常に重要だったので、1672 年に英国王立協会誌に掲載され、史上初の科学論文として出版されました。

色の由来

ニュートンのプリズム

哲学者アリストテレスは色の識別の先駆者でした。 紀元前 XNUMX 世紀に、彼はすべての色が XNUMX つの基本色の組み合わせによって作成されると推測しました。 これらの色は、次の XNUMX つの要素に関連付けられていました。 彼らは地、水、火、空を含む世界を支配しました。 アリストテレスはまた、光と影の影響がこれらの色に影響を与え、色を暗くしたり明るくしたり、さまざまなバリエーションを生み出す可能性があると指摘しました。

色彩理論は、レオナルド・ダ・ヴィンチがさまざまな観察を行った XNUMX 世紀まで進歩しませんでした。 多くの才能に恵まれたこのイタリア人男性は、色は特に物質に属すると信じていました。 さらに、彼はアリストテレスによって最初に考案された基本色の最初のスケールを示しました。このスケールは、他のすべての色の開発につながりました。

ダ・ヴィンチは白が原色であると提唱しました。 それが他のすべての色を受け入れることができる唯一の色であることを確認しました。 彼は黄色を土、緑を水、青を空、赤を火、黒を闇と関連付けました。 しかし、ダ・ヴィンチは人生の終わりに向かって、他の色の組み合わせによって緑が生み出される可能性があることを観察し、自身の理論に疑問を抱きました。

ニュートンのプリズムと光の理論

1665 年、ニュートンは自分の研究室で人生を変えるような発見をしました。 白色光をプリズムに通すことで、彼はそれを色のスペクトルに分割することができました。 この実験により、白色光には目に見えるすべての色が含まれていることが明らかになりました。 実験で使用された主な要素は透明なプリズムです。 ニュートンは、プリズムによって生成された光線が基本光線であり、それ以上分割できないことを確認しました。 彼の発見を検証するために、彼は XNUMX つのプリズムを、最初のプリズムからの赤い光線が XNUMX 番目のプリズムを通過するときに合流するように配置し、再び白色光を生成しました。

この現象は、プラスチックやガラスの周囲で光が屈折するのと似ています。 その結果、表面にさまざまな色が現れます。 この現象は、晴れた日の雨の際にも観察されます。 雨滴はプリズムのように機能し、太陽光を断片化して目に見える虹を生成します。

ご観察いただいた後、 ニュートンは、光の屈折が対象の物体に依存することを発見しました。。 その結果、特定の不透明なオブジェクトは、特定の色をすべて反射するのではなく、吸収します。 その後、ニュートンは、反射された色だけが目に到達し、物体の色の知覚に貢献していることに気づきました。

ニュートンの説明により、赤く見える表面は実際には赤を除くすべての色の白色光を吸収する表面であることが明らかになり、赤は反射されて人間の目で認識され、脳によって赤として解釈されます。

この情報により、ニュートンのプリズムとその特性についてさらに詳しく知ることができれば幸いです。


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