Quella che si chiama dispersione della luce
Questo fenomeno fu scoperto nel 1672 da Isaac Newton. Fino ad allora, le persone non potevano spiegare perché i colori sono disposti in un certo ordine durante la rifrazione. La dispersione della luce un tempo ha contribuito a dimostrare la sua natura ondulatoria, ma per comprendere meglio il problema, è necessario comprenderne tutti gli aspetti.
Definizione
Il fenomeno della dispersione (o decomposizione) della luce è dovuto al fatto che l'indice di rifrazione dipende direttamente dalla lunghezza d'onda. Newton fu il primo a scoprire la dispersione, ma la maggior parte della base teorica è stata sviluppata dagli scienziati in un periodo successivo.
Grazie alla dispersione è stato possibile dimostrare che la luce bianca è composta da molte componenti. In parole povere, un raggio di sole incolore, passando attraverso sostanze trasparenti (cristallo, acqua, vetro, ecc.), si decompone nei colori dell'arcobaleno di cui è composto.
Come risultato della luce che entra da una sostanza all'altra, cambia la direzione del movimento, che è chiamata rifrazione.Il colore bianco contiene l'intera gamma di colori, ma non si nota finché non viene sottoposto a dispersione. Ciascuno dei colori compositi ha una lunghezza d'onda diversa, quindi l'angolo di rifrazione è diverso.
A proposito! La lunghezza d'onda di ciascuno dei colori dello spettro è costante, quindi, quando si passa attraverso una sostanza trasparente, le sfumature si allineano sempre nello stesso ordine.
Storia della scoperta e conclusioni di Newton
La storia racconta che lo scienziato ha notato per la prima volta che i bordi dell'immagine nell'obiettivo sono colorati durante il periodo in cui stava migliorando il design dei telescopi. Questo lo interessava molto e si proponeva di rivelare la natura dell'aspetto delle bande colorate.
A quel tempo c'era un'epidemia di peste in Gran Bretagna, così Newton decise di partire per il suo villaggio di Woolsthorpe per limitare la sua cerchia sociale. E allo stesso tempo condurre esperimenti per scoprire da dove provengono le diverse sfumature. Per fare questo, ha catturato diversi prismi di vetro.
Durante il periodo di ricerca, ha condotto molti esperimenti, alcuni dei quali sono ancora in corso invariati. Il principale era così: lo scienziato ha praticato un piccolo foro nell'otturatore di una stanza buia e ha posizionato un prisma di vetro nel percorso del raggio di luce. Di conseguenza, sulla parete opposta è stato ottenuto un riflesso sotto forma di strisce colorate.
Newton ha individuato rosso, arancione, giallo, verde, ciano, indaco e viola dal riflesso. Cioè, lo spettro nel suo concetto classico. Ma se guardi più in dettaglio ed evidenzi la gamma di attrezzature moderne, ottieni tre zone principali: rossa, giallo-verde e blu-viola.Il resto occupa piccole aree tra di loro.
Dove si trova
La dispersione può essere vista molto più spesso di quanto sembri a prima vista. Devi solo prestare attenzione:
- Arcobaleno è l'esempio più famoso di dispersione. La luce viene rifratta in goccioline d'acqua, dando luogo a un arcobaleno, che gli esperti chiamano primario. Ma a volte la luce viene rifratta due volte e appare un raro fenomeno naturale: un doppio arcobaleno. In questo caso, all'interno l'arco è più luminoso e con l'ordine standard dei colori, all'esterno è sfocato e le sfumature vanno nell'ordine inverso.
- tramonti, che può essere rosso, arancione o anche multicolore. In questo caso, l'oggetto che rifrange i raggi è l'atmosfera terrestre. A causa del fatto che l'aria è costituita da una certa miscela di gas, l'effetto è diverso e può essere diverso.
- Se guardi da vicino il fondo di un acquario o un grande specchio d'acqua con acqua limpida e trasparente, puoi distinguere chiaramente i riflessi iridescenti. Ciò è dovuto al fatto che la gamma solare, per diffusione, viene scomposta nell'intero spettro cromatico.
- Gemme con il taglio dei gioielli anche shimmer. Se li ruoti delicatamente, puoi vedere come ogni faccia dia una tonalità diversa. Questo fenomeno è evidente su diamanti, cristalli, zirconi cubici e persino su oggetti in vetro con una buona qualità di taglio.
- prismi di vetro e anche qualsiasi altro elemento trasparente, quando la luce li attraversa, fa effetto. Soprattutto se c'è una differenza nell'illuminazione.
Per mostrare ai bambini il fenomeno della dispersione, è possibile utilizzare normali bolle di sapone.La soluzione saponosa deve essere versata in un contenitore, quindi è necessario abbassare qualsiasi telaio in filo di dimensioni adeguate. Dopo l'estrazione, si possono osservare straripamenti iridescenti.
La scomposizione della luce in uno spettro è facile con l'aiuto di una torcia per smartphone. In questo caso, avrai bisogno di un prisma di vetro e un foglio di carta bianca. Il prisma deve essere posizionato su un tavolo in una stanza buia, da un lato, dirigere un raggio di luce su di esso e, dall'altro, mettere un pezzo di carta, ci saranno strisce colorate su di esso. Un'esperienza così semplice è molto popolare tra i bambini.
Come l'occhio distingue i colori
La visione umana è un sistema molto complesso in grado di distinguere parte dello spettro elettromagnetico. L'occhio umano distingue le lunghezze d'onda da 390 a 700 nm. La radiazione elettromagnetica nel campo del visibile è chiamata luce visibile o semplicemente luce.
I colori si distinguono per bastoncelli e coni nella retina. Il primo tipo ha un'elevata sensibilità, ma è in grado di distinguere solo l'intensità della luce. Il secondo distingue bene i colori, ma funziona meglio in condizioni di luce intensa.
Allo stesso tempo, le cellule del cono sono divise in tre tipi, a seconda delle onde a cui sono più sensibili: corte, medie o lunghe. Grazie alla combinazione di segnali provenienti da tutti i tipi di coni, la vista può distinguere la gamma di colori a sua disposizione.
Ogni tipo di cellula nell'occhio può percepire non un singolo colore, ma diverse sfumature in un'ampia gamma di lunghezze d'onda. Pertanto, la visione consente di evidenziare i più piccoli dettagli e vedere tutta la diversità del mondo circostante.
La dispersione della luce in una volta ha mostrato che il bianco è una combinazione dello spettro.Ma puoi vederlo solo dopo che è stato riflesso attraverso determinate superfici e materiali.