นิวตันเป็นคนแรกที่เข้าใจว่ารุ้งคืออะไร เขาใช้ปริซึมเพื่อหักเหแสงสีขาวและแตกออกเป็นสีพื้นฐาน ได้แก่ แดง ส้ม เหลือง เขียว น้ำเงิน และม่วง สิ่งนี้เรียกว่า ปริซึมของนิวตัน.
ในบทความนี้ เราจะบอกคุณทุกสิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับปริซึมของนิวตัน ลักษณะเฉพาะ และการนำไปใช้
ปริซึมของนิวตันคืออะไร
ปริซึมของนิวตันเป็นเครื่องมือทางแสงที่ช่วยให้เราสามารถสำรวจและเข้าใจธรรมชาติของแสงได้ มันถูกคิดค้นโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ Isaac Newton ในศตวรรษที่ XNUMX ผู้มีส่วนสำคัญในด้านทัศนศาสตร์
ความสามารถหลักของปริซึมนิวตันคือการแบ่งแสงสีขาวออกเป็นสีขององค์ประกอบ เมื่อลำแสงสีขาวผ่านปริซึม แสงจะหักเห นั่นคือเบี่ยงเบนไปจากเส้นทางเดิมเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของความเร็วเมื่อผ่านใจกลางปริซึม สิ่งนี้ทำให้แสงแตกออกเป็นความยาวคลื่นต่างๆ กัน ทำให้เกิดสเปกตรัมของสีตั้งแต่สีแดงไปจนถึงสีม่วง
ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการกระเจิงของแสง นิวตันแสดงให้เห็นว่า แสงสีขาวประกอบด้วยสีต่างๆ ผสมกัน และแต่ละสีมีความยาวคลื่นต่างกัน ปริซึมของนิวตันทำให้เราเห็นคุณค่าของการสลายตัวนี้และแสดงให้เราเห็นถึงความหลากหลายของสีที่ประกอบกันเป็นแสงที่เราเห็นทุกวัน
คุณสมบัติที่น่าสนใจของปริซึมนิวตันคือความสามารถในการย้อนกลับกระบวนการกระเจิง การวางปริซึมอันที่สองต่อจากอันแรก เราสามารถรวมสีที่กระจัดกระจายและได้แสงสีขาวอีกครั้ง ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการกลับด้านของการกระจายแสง และแสดงว่าแสงสีขาวเป็นส่วนผสมของสีที่มองเห็นทั้งหมด
นอกจากใช้ในการสลายตัวและรวมตัวกันใหม่ของแสงแล้ว ปริซึมของนิวตันยังถูกนำมาใช้ในสเปกโทรสโกปีอีกด้วยเทคนิคที่ช่วยให้สามารถวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีของสารได้โดยการศึกษาแสงที่สารนั้นดูดซับหรือปล่อยออกมา โดยการส่งผ่านแสงผ่านตัวอย่างแล้วผ่านปริซึม เราสามารถมองเห็นเส้นสีเข้มหรือสว่างในสเปกตรัมผลลัพธ์ ซึ่งให้ข้อมูลเกี่ยวกับองค์ประกอบที่มีอยู่ในตัวอย่าง
Isaac Newton และประวัติศาสตร์บางส่วน
Isaac Newton มักจะเป็นหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่คนแรกๆ ที่นึกถึงเมื่อพูดถึงบุคคลที่มีชื่อเสียงในประวัติศาสตร์ เรื่องราวของเขาเกี่ยวกับแอปเปิ้ลและแรงโน้มถ่วงได้กลายเป็นที่รู้จักกันดี นักฟิสิกส์ผู้นี้ทิ้งร่องรอยไว้ในประวัติศาสตร์ด้วยการพัฒนากฎที่ควบคุมทั้งการเคลื่อนที่ของเทห์ฟากฟ้าในจักรวาลและของวัตถุทางกายภาพบนโลก กฎแห่งความโน้มถ่วงสากลและกฎสามข้อของกลศาสตร์คลาสสิกเป็นตัวอย่างสองข้อของกฎดังกล่าว
แม้ว่างานของเขาเกี่ยวกับแสงและสีจะไม่เป็นที่รู้จักมากนัก แต่ก็มีความสำคัญพอๆ ก่อนการวิจัยของนิวตันในปี ค.ศ. 1665 เป็นที่เชื่อกันโดยทั่วไปว่าสีเกิดจากปฏิกิริยาบางอย่างในแก้ว และแสงแดดนั้นเป็นสีขาวตามธรรมชาติ อย่างไรก็ตาม เขาเป็นคนแรกที่สังเกตเห็นว่าแสงสีขาวมีหน้าที่สร้างสี เนื่องจากแสงจะแตกเป็นเสี่ยงๆ เนื่องจากคุณลักษณะการหักเหของแสง
เมื่อทำการทดลองพื้นฐานโดยใช้ปริซึมหักเหแสง เขาสังเกตว่าแสงสามารถแยกออกเป็นสีต่างๆ นอกจากนี้ เขาตระหนักว่าวัตถุทึบแสงดูดซับสีบางสีในขณะที่สะท้อนสีอื่นๆ โดยสีที่สะท้อนออกมานั้นเป็นสีที่มองเห็นได้ด้วยตามนุษย์ การทดลองนี้มีความสำคัญมากจนได้รับการตีพิมพ์ในวารสารของราชสมาคมในปี ค.ศ. 1672 ซึ่งนับเป็นบทความทางวิทยาศาสตร์ที่ตีพิมพ์ครั้งแรกในประวัติศาสตร์
ที่มาของสี
นักปรัชญาอริสโตเติลเป็นผู้บุกเบิกในการจำแนกสี ในช่วงศตวรรษที่สี่ก่อนคริสต์ศักราช เขาอนุมานได้ว่าสีทั้งหมดเกิดจากการรวมกันของสีพื้นฐานสี่สี สีเหล่านี้เกี่ยวข้องกับธาตุทั้งสี่ที่ พวกเขาควบคุมโลกทั้งดิน น้ำ ไฟ และท้องฟ้า. อริสโตเติลยังชี้ให้เห็นว่าผลกระทบของแสงและเงาสามารถมีอิทธิพลต่อสีเหล่านี้ ทำให้เข้มขึ้นหรือจางลงและสร้างรูปแบบต่างๆ
ทฤษฎีสีไม่ก้าวหน้าจนกระทั่งศตวรรษที่ XNUMX เมื่อเลโอนาร์โด ดา วินชีทำการสังเกตหลายอย่าง ชายชาวอิตาลีผู้มีพรสวรรค์มากมายคนนี้เชื่อว่าสีเป็นของสสารโดยเฉพาะ นอกจากนี้ เขายังวางมาตราส่วนเริ่มต้นของสีพื้นฐานที่สร้างสรรค์โดยอริสโตเติล ซึ่งเป็นมาตราส่วนที่นำไปสู่การพัฒนาสีอื่นๆ ทั้งหมด
ดาวินชีเสนอให้สีขาวเป็นสีหลัก ยืนยันว่าเป็นสีเดียวที่อนุญาตให้รับคนอื่นได้ทั้งหมด เขาเชื่อมโยงสีเหลืองกับดิน สีเขียวกับน้ำ สีน้ำเงินกับท้องฟ้า สีแดงกับไฟ และสีดำกับความมืด อย่างไรก็ตาม ในช่วงบั้นปลายของชีวิต Da Vinci ตั้งคำถามกับทฤษฎีของเขาเองเมื่อเขาสังเกตเห็นว่าการรวมกันของสีอื่นสามารถสร้างสีเขียวได้
ปริซึมของนิวตันและทฤษฎีแสง
ในปี ค.ศ. 1665 นิวตันได้ค้นพบสิ่งที่เปลี่ยนแปลงชีวิตในห้องทดลองของเขา ด้วยการส่งแสงสีขาวผ่านปริซึม เขาสามารถแยกมันออกเป็นสเปกตรัมของสีได้ การทดลองนี้ทำให้เขาเห็นว่าแสงสีขาวมีสีที่มองเห็นได้ทั้งหมด องค์ประกอบหลักที่ใช้ในการทดลองคือปริซึมโปร่งใส นิวตันยืนยันว่ารังสีที่เกิดจากปริซึมเป็นพื้นฐานและไม่สามารถแบ่งได้อีก เพื่อตรวจสอบการค้นพบของเขา เขาจัดเรียงปริซึมสองอันในลักษณะที่จะให้ลำแสงสีแดงจากปริซึมอันแรกมาบรรจบกันเมื่อผ่านปริซึมอันที่สอง ทำให้เกิดแสงสีขาวอีกครั้ง
การเกิดปรากฏการณ์นี้คล้ายกับการหักเหของแสงที่บริเวณขอบของพลาสติกหรือแก้ว ส่งผลให้พื้นผิวมีสีที่หลากหลาย ปรากฏการณ์นี้สามารถสังเกตได้ในช่วงที่มีแดดจัด เม็ดฝนจะทำหน้าที่เหมือนปริซึม ทำให้แสงอาทิตย์แตกกระจายและทำให้เกิดรุ้งที่มองเห็นได้
หลังจากการสังเกตของคุณ นิวตันค้นพบว่าการหักเหของแสงขึ้นอยู่กับวัตถุที่เป็นปัญหา. เป็นผลให้วัตถุทึบแสงเฉพาะดูดซับสีบางสีแทนที่จะสะท้อนสีทั้งหมด ต่อจากนั้น นิวตันตระหนักว่าเฉพาะสีที่สะท้อนออกมาเท่านั้นที่ส่งถึงดวงตา จึงมีส่วนช่วยในการรับรู้สีในวัตถุ
คำอธิบายของนิวตันเปิดเผยว่าพื้นผิวที่ปรากฏเป็นสีแดงแท้จริงแล้วเป็นพื้นผิวที่ดูดซับแสงสีขาวทุกสี ยกเว้นสีแดง ซึ่งสะท้อนและรับรู้ด้วยตามนุษย์และตีความโดยสมองว่าเป็นสีแดง
ฉันหวังว่าด้วยข้อมูลนี้ คุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับปริซึมของนิวตันและลักษณะของปริซึมได้