Досліди І. Ньютона по розкладанню білого світла в спектр
Вперше досвід по розкладу світла в спектр був зроблений Ісааком Ньютоном в 1666 році. Він зробив маленький отвір у віконному віконниці і в сонячний день отримав вузький пучок світла , на шляху якого поставив трикутну скляну призму . Пучок заломився в ній , і на протилежній стіні з’явилася кольорова смуга , де розташувалися в певному порядку всі кольори веселки : червоний , помаранчевий , жовтий , зелений , блакитний , синій і фіолетовий . Цю кольорову смугу Ньютон назвав спектром ( від латинського « Спектрум » – видиме ) .
Найменшого відхилення від початкового напрямку падіння зазнають червоні промені , а найбільшого – фіолетові .
Після такого експерименту Ньютон зробив перший висновок : розкладання білого світла в кольоровий спектр означає , що біле світло має складну структуру , тобто є сумішшю всіх кольорів веселки .
Другий висновок Ньютона полягав у тому , що світло різних кольорів характеризується різними показниками заломлення в певному середовищі . Це означає , що абсолютний показник заломлення для фіолетових кольорів більший , ніж для червоних .
Залежність показника заломлення світла від його кольорів Ньютон назвав дисперсією ( від латинського слова dispersio – “ розсіювання “ ) .
Однак Ньютон був прихильником корпускулярної теорії світла і пояснити явище дисперсії не міг .
Дисперсія світла
Згідно хвильової теорії колір світла визначаються частотою електромагнітної хвилі , якою є світло . Найменшу частоту має червоне світло , найбільшу – фіолетове . Виходячи з дослідів Ньютона і спираючись на хвильову теорію світла , випливає висновок : показник заломлення світла залежить від частоти світлової хвилі .
Дисперсія світла – це явище розкладання світла в спектр , зумовлене залежністю абсолютного показника заломлення середовища від частоти світлової хвилі .
Що від чого залежить ?
Різним швидкостям поширення хвиль відповідають різні абсолютні показники заломлення середовища
.
Тобто
Тобто , промінь червоного кольору заломлюється менше через те , що він має в речовині найбільшу швидкість , а промінь фіолетового кольору – найменшу .
Частота та довжина хвилі зв’язані між собою
З формули видно , що довжина хвилі прямо пропорційна швидкості світла і обернено пропорційна частоті . Звідси випливає те , що довжина хвилі більше в тому середовищі , де швидкість хвилі більше ( при заданій частоті ) .
З формул видно, що
Тому можна стверджувати , що абсолютний показник заломлення зменшується відповідно до збільшення довжини світлової хвилі і збільшується відповідно до зменшення довжини світлової хвилі .
Отже, під час переходу з одного середовища в інше швидкість поширення світлової хвилі, а відповідно і довжина хвилі, змінюється , а частота , а відповідно і колір світла, залишається незмінним .
Як око розрізняє кольори ?
На сітківці ока розташовані світлочутливі елементи – нервові закінчення , які називають « паличками » і « колбочками » . Палички відрізняють тільки світле від темного . Колбочки є трьох типів – їх умовно називають « червоні » , « зелені » і « сині » . Тому що « червоні » колбочки найбільш чутливі до червоного кольору , « зелені » – до зеленого , а « сині » – до синього . І все різноманіття видимих нами кольорів обумовлено « сигналами » , що посилаються в мозок всього трьома типами колбочок .
Додавання кольорів
VIDEO
Віднімання кольорів
VIDEO