Newton byl první, kdo pochopil, co je duha: použil hranol k lámání bílého světla a jeho rozložení na základní barvy: červenou, oranžovou, žlutou, zelenou, modrou a fialovou. Toto je známé jako Newtonův hranol.
V tomto článku vám řekneme vše, co potřebujete vědět o Newtonově hranolu, jeho vlastnostech a aplikacích.
Co je Newtonův hranol
Newtonův hranol je optický přístroj, který nám umožňuje zkoumat a chápat podstatu světla. Vynalezl ho britský vědec Isaac Newton v 17. století, který významně přispěl k oblasti optiky. Více se o jeho životě dozvíte v této části věnované Newtonovi.
Hlavní schopností Newtonova hranolu je rozbít bílé světlo na jeho jednotlivé barvy. Při průchodu paprsku bílého světla hranolem se světlo láme, to znamená, že se vlivem změny rychlosti při průchodu středem hranolu vychýlí ze své původní dráhy. To způsobí, že se světlo rozdělí na různé vlnové délky, což má za následek spektrum barev od červené po fialovou.
Tento jev je známý jako rozptyl světla. Newton prokázal, že bílé světlo se skládá ze směsi různých barev a že každá z těchto barev má jinou vlnovou délku. Newtonův hranol nám umožňuje vizuálně ocenit tento rozklad a ukazuje nám rozmanitost barev, které tvoří světlo, které vidíme každý den.
Zajímavou vlastností Newtonova hranolu je jeho schopnost obrátit proces rozptylu. Umístěním druhého hranolu za první můžeme rozptýlené barvy rekombinovat a získat opět bílé světlo. Tento jev je známý jako převrácení disperze a ukazuje, že bílé světlo je směsí všech viditelných barev.
Kromě použití při rozkladu a rekombinaci světla se Newtonův hranol používá také ve spektroskopii , což je technika, která umožňuje analýzu chemického složení látky studiem světla, které absorbuje nebo vyzařuje. Průchodem světla vzorkem a poté hranolem můžeme ve výsledném spektru pozorovat tmavé nebo světlé čáry, které poskytují informace o prvcích přítomných ve vzorku.
Isaac Newton a trochu historie
Isaac Newton je často jedním z prvních velkých vědců, kteří nám přijdou na mysl, když se mluví o významných osobnostech historie. Jeho příběh o jablku a gravitaci se stal poměrně známým. Tento fyzik zanechal v historii stopu formulováním zákonů, které řídí jak pohyb nebeských těles ve vesmíru, tak pohyb fyzických objektů na Zemi. Zákon univerzální gravitace a tři zákony klasické mechaniky jsou dva příklady takových zákonů.
Přestože jeho práce o světle a barvách není tak známá, je stejně významná. Před Newtonovým výzkumem v roce 1665 se běžně věřilo, že barvy vznikají určitými reakcemi ve skle a že sluneční světlo je přirozeně bílé. Byl však první, kdo si všiml, že bílé světlo je zodpovědné za vytváření barev, protože se v nich fragmentovalo kvůli svým refrakčním vlastnostem.
Provedením základního experimentu s refrakčním hranolem pozoroval, že světlo lze rozdělit na různé barvy. Také si uvědomil, že neprůhledné objekty absorbují určité barvy, zatímco jiné odrážejí, přičemž odražené barvy jsou ty, které jsou viditelné pro lidské oko. Tento experiment byl tak významný, že byl v roce 1672 publikován v časopise Královské společnosti a stal se tak prvním vědeckým článkem publikovaným v historii. Můžete se hlouběji ponořit do barev duhy , abyste lépe pochopili kontext Newtonových experimentů.
Původ barev
Filozof Aristoteles byl průkopníkem v identifikaci barev. Během 4. století př. n. l. odvodil, že všechny barvy vznikají kombinací čtyř základních barev. Tyto barvy byly spojeny se čtyřmi živly, které vládly světu: zemí, vodou, ohněm a vzduchem . Aristoteles také poznamenal, že vliv světla a stínu mohl tyto barvy ovlivnit, učinit je tmavšími nebo světlejšími a vytvořit tak zřetelné variace.
Teorie barev pokročila až v XNUMX. století, kdy Leonardo Da Vinci provedl řadu pozorování. Tento italský muž mnoha talentů věřil, že barva patří specificky k hmotě. Kromě toho stanovil počáteční stupnici základních barev původně vytvořenou Aristotelem, stupnici, která vedla k vývoji všech ostatních barev.
Da Vinci navrhl jako primární barvu bílou s tím, že je to jediná barva, která umožňuje vnímání všech ostatních. Žlutou spojoval se zemí, zelenou s vodou, modrou s oblohou, červenou s ohněm a černou s temnotou. Ke konci svého života však Da Vinci zpochybnil svou vlastní teorii, když zjistil, že kombinací jiných barev lze vytvořit zelenou.
Newtonův hranol a teorie světla
V roce 1665 Newton ve své laboratoři učinil objev, který mu změnil život. Průchodem bílého světla hranolem ho dokázal rozdělit na spektrum barev. Tento experiment mu odhalil, že bílé světlo obsahuje všechny viditelné barvy. Hlavním prvkem použitým v experimentu byl průhledný hranol. Newton potvrdil, že paprsky produkované hranolem jsou základní a nelze je dále rozdělit. Aby si ověřil svá zjištění, umístil dva hranoly tak, aby se červené paprsky z prvního hranolu setkaly při průchodu druhým, čímž opět vytvořil bílé světlo.
Výskyt tohoto jevu je podobný lomu světla na okraji kusu plastu nebo skla. Výsledkem jsou různé barvy na povrchu. Tento jev lze pozorovat i při slunečných přeháňkách. Kapky deště fungují jako hranoly, fragmentují sluneční světlo a vytvářejí viditelnou duhu.
Newton na základě svého pozorování zjistil, že lom světla závisí na daném objektu . V důsledku toho určité neprůhledné objekty absorbují určité barvy, místo aby je všechny odrážely. Newton si později uvědomil, že k očím dosáhnou pouze odražené barvy, což přispívá k vnímání barev v objektu.
Newtonovo vysvětlení odhalilo, že povrch, který se jeví jako červený, je ve skutečnosti povrch, který pohlcuje všechny barvy bílého světla kromě červeného, které se odráží a poté vnímá lidské oko a mozek jej interpretuje jako červenou barvu.
Doufám, že s těmito informacemi se dozvíte více o Newtonově hranolu a jeho vlastnostech.