Ньютон первым понял, что такое радуга: он использовал призму, чтобы преломить белый свет и разложить его на основные цвета: красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий и фиолетовый. Это называется призмой Ньютона.
В этой статье мы расскажем вам все, что вам нужно знать о призме Ньютона, ее характеристиках и применении.
Что такое призма Ньютона
Призма Ньютона — это оптический прибор, позволяющий исследовать и понимать природу света. Она была изобретена британским учёным Исааком Ньютоном в XVII веке, который внёс значительный вклад в область оптики. Подробнее о его жизни вы можете узнать в этом разделе, посвящённом Ньютону.
Основная способность призмы Ньютона — разбивать белый свет на составляющие его цвета. Когда луч белого света проходит через призму, свет преломляется, то есть отклоняется от своего первоначального пути из-за изменения скорости при прохождении через середину призмы. Это приводит к тому, что свет разделяется на разные длины волн, что приводит к спектру цветов от красного до фиолетового.
Это явление известно как дисперсия света. Ньютон продемонстрировал, что белый свет состоит из смеси различных цветов, и что каждый из этих цветов имеет разную длину волны. Призма Ньютона позволяет нам визуально оценить это разложение и показывает нам разнообразие цветов, из которых состоит свет, который мы видим каждый день.
Интересной особенностью призмы Ньютона является ее способность обращать процесс рассеяния. Поместив вторую призму после первой, мы можем рекомбинировать рассеянные цвета и снова получить белый свет. Это явление известно как обращение дисперсии и показывает, что белый свет представляет собой смесь всех видимых цветов.
Помимо использования в процессах разложения и рекомбинации света, призма Ньютона также применяется в спектроскопии — методе, позволяющем анализировать химический состав вещества путем изучения поглощаемого или излучаемого им света. Пропуская свет через образец, а затем через призму, можно наблюдать темные или светлые линии в результирующем спектре, что дает информацию об элементах, присутствующих в образце.
Исаак Ньютон и немного истории
Исаак Ньютон часто приходит на ум как один из первых великих ученых, когда речь заходит о выдающихся исторических личностях. Его история о яблоке и гравитации стала довольно известной. Этот физик оставил свой след в истории, сформулировав законы, управляющие как движением небесных тел во Вселенной, так и движением физических объектов на Земле. Закон всемирного тяготения и три закона классической механики — два примера таких законов.
Хотя его работа о свете и цвете не так известна, она столь же значительна. До исследования Ньютона в 1665 году обычно считалось, что цвета возникают в результате определенных реакций в стекле и что солнечный свет естественно белый. Однако он был первым, кто заметил, что белый свет отвечает за создание цветов, так как он фрагментируется в них из-за своих преломляющих свойств.
Проведя простой эксперимент с использованием преломляющей призмы, он обнаружил, что свет можно разделить на различные цвета. Он также понял, что непрозрачные объекты поглощают одни цвета, отражая другие, причем отраженные цвета являются видимыми для человеческого глаза. Этот эксперимент был настолько значимым, что был опубликован в журнале Королевского общества в 1672 году, став первой научной статьей, опубликованной в истории. Вы можете подробнее изучить цвета радуги , чтобы лучше понять контекст экспериментов Ньютона.
Происхождение цветов
Философ Аристотель первым определил природу цветов. В IV веке до нашей эры он пришел к выводу, что все цвета созданы путем сочетания четырех основных цветов. Эти цвета ассоциировались с четырьмя стихиями, управляющими миром: землей, водой, огнем и воздухом . Аристотель также отметил, что воздействие света и тени может влиять на эти цвета, делая их темнее или светлее и создавая различные вариации.
Теория цвета не развивалась до XNUMX века, когда Леонардо да Винчи сделал ряд наблюдений. Этот многоталантный итальянец считал, что цвет принадлежит именно материи. Кроме того, он изложил начальную шкалу основных цветов, первоначально придуманную Аристотелем, шкалу, которая привела к развитию всех других цветов.
Да Винчи предложил белый цвет в качестве основного, утверждая, что это единственный цвет, позволяющий воспринимать все остальные. Он ассоциировал желтый с землей, зеленый с водой, синий с небом, красный с огнем, а черный с тьмой. Однако ближе к концу жизни Да Винчи усомнился в своей теории, заметив, что сочетание других цветов может дать зеленый цвет.
Призма Ньютона и теория света
В 1665 году Ньютон совершил в своей лаборатории открытие, изменившее его жизнь. Пропуская белый свет через призму, он смог разделить его на спектр цветов. Этот эксперимент показал ему, что белый свет содержит все видимые цвета. Главным элементом эксперимента была прозрачная призма. Ньютон подтвердил, что лучи, создаваемые призмой, являются основными и не могут быть разделены дальше. Чтобы проверить свои выводы, он расположил две призмы так, чтобы красные лучи от первой призмы встречались при прохождении через вторую, снова создавая белый свет.
Возникновение этого явления аналогично преломлению света на периферии куска пластика или стекла. Это приводит к разнообразию цветов на поверхности. Это явление можно наблюдать и во время солнечных ливней. Капли дождя действуют как призмы, разделяя солнечный свет и создавая видимую радугу.
В результате своих наблюдений Ньютон обнаружил, что преломление света зависит от рассматриваемого объекта . Вследствие этого, некоторые непрозрачные объекты поглощают определенные цвета, а не отражают их все. Позже Ньютон понял, что до глаз доходят только отраженные цвета, тем самым влияя на восприятие цвета объекта.
Объяснение Ньютона показало, что поверхность, которая кажется красной, на самом деле является поверхностью, поглощающей все цвета белого света, кроме красного, который отражается, а затем воспринимается человеческим глазом и интерпретируется мозгом как красный цвет.
Я надеюсь, что с помощью этой информации вы сможете больше узнать о призме Ньютона и ее характеристиках.