Newton là người đầu tiên hiểu cầu vồng là gì: ông đã sử dụng một lăng kính để khúc xạ ánh sáng trắng và chia nó thành các màu cơ bản: đỏ, cam, vàng, lục, lam và tím. Điều này được gọi là lăng kính Newton.
Trong bài viết này, chúng tôi sẽ cho bạn biết mọi thứ bạn cần biết về lăng kính Newton, các đặc điểm và ứng dụng của nó.
Lăng kính Newton là gì
Lăng kính Newton là một dụng cụ quang học cho phép chúng ta khám phá và hiểu bản chất của ánh sáng. Nó được phát minh bởi nhà khoa học người Anh Isaac Newton vào thế kỷ XNUMX. người đã có những đóng góp quan trọng trong lĩnh vực quang học.
Khả năng chính của lăng kính Newton là chia ánh sáng trắng thành các màu thành phần của nó. Khi một tia sáng trắng đi qua lăng kính thì tia sáng bị khúc xạ, tức là nó bị lệch khỏi đường đi ban đầu do sự thay đổi vận tốc khi đi qua trung điểm của lăng kính. Điều này làm cho ánh sáng bị tách thành các bước sóng khác nhau, dẫn đến quang phổ màu từ đỏ đến tím.
Hiện tượng này được gọi là tán xạ ánh sáng. Newton đã chỉ ra rằng Ánh sáng trắng được tạo thành từ hỗn hợp các màu khác nhau và mỗi màu này có một bước sóng khác nhau. Lăng kính của Newton cho phép chúng ta đánh giá trực quan sự phân hủy này và cho chúng ta thấy sự đa dạng của màu sắc tạo nên ánh sáng mà chúng ta nhìn thấy hàng ngày.
Một đặc điểm thú vị của lăng kính Newton là khả năng đảo ngược quá trình tán xạ. Bằng cách đặt một lăng kính thứ hai sau lăng kính thứ nhất, chúng ta có thể kết hợp lại các màu phân tán và thu được ánh sáng trắng trở lại. Hiện tượng này được gọi là đảo ngược tán sắc và cho thấy ánh sáng trắng là hỗn hợp của tất cả các màu nhìn thấy được.
Ngoài việc sử dụng nó trong quá trình phân hủy và tái hợp ánh sáng, Lăng kính của Newton cũng đã được sử dụng trong quang phổ, một kỹ thuật cho phép phân tích thành phần hóa học của một chất bằng cách nghiên cứu ánh sáng mà chất đó hấp thụ hoặc phát ra. Bằng cách cho ánh sáng đi qua một mẫu và sau đó đi qua một lăng kính, chúng ta có thể nhìn thấy các vạch tối hoặc sáng trong quang phổ thu được, cho chúng ta thông tin về các nguyên tố có trong mẫu.
Isaac Newton và một số lịch sử
Isaac Newton thường là một trong những nhà khoa học vĩ đại đầu tiên xuất hiện trong tâm trí khi thảo luận về những nhân vật lỗi lạc trong lịch sử. Câu chuyện về quả táo và lực hấp dẫn của ông đã trở nên khá nổi tiếng. Nhà vật lý này đã để lại dấu ấn trong lịch sử bằng cách phát triển các định luật điều chỉnh cả chuyển động của các thiên thể trong Vũ trụ và của các vật thể vật lý trên Trái đất. Định luật vạn vật hấp dẫn và ba định luật cơ học cổ điển là hai ví dụ về các định luật đó.
Mặc dù công việc của ông về ánh sáng và màu sắc không được biết đến nhiều, nhưng nó cũng có ý nghĩa không kém. Trước nghiên cứu của Newton vào năm 1665, người ta thường tin rằng màu sắc được tạo ra thông qua một số phản ứng nhất định trong thủy tinh và ánh sáng mặt trời có màu trắng tự nhiên. Tuy nhiên, ông là người đầu tiên nhận thấy rằng ánh sáng trắng chịu trách nhiệm tạo ra màu sắc, vì nó bị phân mảnh trong chúng do thuộc tính khúc xạ của nó.
Khi thực hiện thí nghiệm cơ bản dùng lăng kính khúc xạ, Ông đã đưa ra quan sát rằng ánh sáng có thể được phân tách thành nhiều màu sắc khác nhau. Hơn nữa, ông nhận ra rằng các vật thể mờ đục hấp thụ một số màu nhất định trong khi phản chiếu những màu khác, với những màu được phản chiếu là những màu mà mắt người có thể nhìn thấy được. Thí nghiệm này có tầm quan trọng đến mức nó đã được xuất bản trên Tạp chí của Hiệp hội Hoàng gia vào năm 1672, đánh dấu bài báo khoa học được xuất bản đầu tiên trong lịch sử.
nguồn gốc của màu sắc
Nhà triết học Aristotle là người tiên phong trong việc xác định màu sắc. Trong thế kỷ thứ tư trước Công nguyên, ông đã suy luận rằng tất cả các màu được tạo ra bởi sự kết hợp của bốn màu cơ bản. Những màu sắc này được liên kết với bốn yếu tố mà họ kiểm soát thế giới, bao gồm cả trái đất, nước, lửa và bầu trời. Aristotle cũng chỉ ra rằng tác động của ánh sáng và bóng tối có thể ảnh hưởng đến các màu này, khiến chúng trở nên đậm hơn hoặc nhạt hơn và tạo ra các biến thể khác nhau.
Lý thuyết màu sắc không phát triển cho đến thế kỷ XNUMX, khi Leonardo Da Vinci thực hiện nhiều quan sát khác nhau. Người đàn ông đa tài người Ý này tin rằng màu sắc đặc biệt thuộc về vật chất. Ngoài ra, ông đã đặt ra thang màu cơ bản ban đầu do Aristotle đặt ra, một thang dẫn đến sự phát triển của tất cả các màu khác.
Da Vinci đề xuất rằng màu trắng là màu cơ bản, khẳng định rằng đó là màu duy nhất cho phép tiếp nhận tất cả các màu khác. Ông liên tưởng màu vàng với đất, xanh lục với nước, xanh lam với bầu trời, đỏ với lửa và đen với bóng tối. Tuy nhiên, về cuối đời, Da Vinci đã đặt câu hỏi về lý thuyết của chính mình khi ông quan sát thấy rằng sự kết hợp của các màu khác có thể tạo ra màu xanh lá cây.
Lăng kính Newton và thuyết ánh sáng
Năm 1665, Newton đã có một khám phá thay đổi cuộc đời trong phòng thí nghiệm của mình. Bằng cách cho ánh sáng trắng đi qua một lăng kính, ông đã có thể tách nó thành một quang phổ màu. Thí nghiệm này cho ông thấy rằng ánh sáng trắng chứa tất cả các màu nhìn thấy được. Yếu tố chính được sử dụng trong thí nghiệm là một lăng kính trong suốt. Newton khẳng định rằng các tia do lăng kính tạo ra là tia cơ bản và không thể phân chia thêm nữa. Để xác minh những phát hiện của mình, ông đã sắp xếp hai lăng kính sao cho các tia đỏ từ lăng kính thứ nhất gặp nhau khi chúng đi qua lăng kính thứ hai, một lần nữa tạo ra ánh sáng trắng.
Sự xuất hiện của hiện tượng này tương tự như sự khúc xạ ánh sáng ở ngoại vi của một miếng nhựa hoặc thủy tinh. Điều này dẫn đến sự đa dạng về màu sắc trên bề mặt. Hiện tượng này cũng có thể được quan sát thấy trong những cơn mưa nắng. Những hạt mưa hoạt động giống như những lăng kính, phân mảnh ánh sáng mặt trời và tạo ra cầu vồng có thể nhìn thấy được.
Sau khi quan sát của bạn, Newton phát hiện ra rằng sự khúc xạ ánh sáng phụ thuộc vào vật thể đang xét.. Kết quả là, các đối tượng mờ cụ thể sẽ hấp thụ một số màu nhất định thay vì phản chiếu tất cả chúng. Sau đó, Newton nhận ra rằng chỉ những màu được phản chiếu mới đến được mắt, do đó góp phần tạo nên cảm nhận về màu sắc của vật thể.
Giải thích của Newton tiết lộ rằng một bề mặt có màu đỏ thực sự là một bề mặt hấp thụ tất cả các màu của ánh sáng trắng ngoại trừ màu đỏ, được phản xạ và sau đó được mắt người cảm nhận và được não giải thích là màu đỏ.
Tôi hy vọng rằng với thông tin này, bạn có thể tìm hiểu thêm về lăng kính Newton và các đặc điểm của nó.