빛의 분산이라고 하는 것
이 현상은 1672년 아이작 뉴턴에 의해 발견되었습니다. 그때까지 사람들은 굴절할 때 색상이 특정 순서로 배열되는 이유를 설명할 수 없었습니다. 빛이 한 번에 흩어지는 것은 파동성을 증명하는 데 도움이 되었지만 문제를 더 잘 이해하려면 모든 측면을 이해해야 합니다.
정의
광 분산(또는 분해) 현상은 굴절률이 파장에 직접적으로 의존하기 때문입니다. 뉴턴은 분산을 처음으로 발견했지만 대부분의 이론적 기반은 후기 과학자들에 의해 개발되었습니다.
분산 덕분에 백색광은 많은 성분으로 구성되어 있음을 증명할 수 있었습니다. 간단히 말해서 무색의 태양광선이 투명한 물질(수정, 물, 유리 등)을 통과할 때 그것을 구성하는 무지개 색으로 분해됩니다.
한 물질에서 다른 물질로 빛이 들어오면 이동 방향이 바뀝니다. 이를 굴절이라고 합니다.흰색은 전체 색상 범위를 포함하지만 분산되기 전까지는 눈에 띄지 않습니다. 각 합성 색상은 파장이 다르므로 굴절 각도가 다릅니다.
그런데! 스펙트럼의 각 색상의 파장은 일정하므로 투명한 물질을 통과할 때 음영은 항상 동일한 순서로 정렬됩니다.
뉴턴의 발견과 결론의 역사
이야기는 과학자가 망원경의 디자인을 개선하는 기간 동안 렌즈의 이미지 가장자리가 착색된다는 것을 처음 발견했다고 알려줍니다. 이것은 그에게 큰 관심을 불러일으켰고 그는 유색 띠 모양의 본질을 밝히기 시작했습니다.
그 당시 영국에 전염병이 유행하자 뉴턴은 사회 활동을 제한하기 위해 울소프 마을로 떠나기로 결정했습니다. 그리고 동시에 다양한 음영이 어디에서 왔는지 알아내기 위해 실험을 수행합니다. 이를 위해 그는 여러 개의 유리 프리즘을 포착했습니다.
연구 기간 동안 그는 많은 실험을 수행했으며 그 중 일부는 여전히 변경되지 않고 수행되고 있습니다. 주된 것은 다음과 같습니다. 과학자는 어두운 방의 셔터에 작은 구멍을 만들고 광선의 경로에 유리 프리즘을 배치했습니다. 결과적으로 반대쪽 벽에 유색 줄무늬 형태의 반사가 얻어졌습니다.
Newton은 반사에서 빨간색, 주황색, 노란색, 녹색, 시안색, 남색 및 보라색을 골라냈습니다. 즉, 고전적 개념의 스펙트럼입니다. 그러나 더 자세히 살펴보고 현대 장비의 범위를 강조하면 빨간색, 노란색-녹색 및 청자색의 세 가지 주요 영역이 표시됩니다.나머지는 그들 사이의 작은 영역을 차지합니다.
발견되는 곳
분산은 언뜻 보이는 것보다 훨씬 더 자주 볼 수 있습니다. 주의를 기울여야 합니다.
- 무지개 분산의 가장 유명한 예입니다. 빛은 물방울에서 굴절되어 전문가들이 1차라고 부르는 무지개를 만듭니다. 그러나 때로는 빛이 두 번 굴절되어 희귀 한 자연 현상 인 쌍무지개가 나타납니다. 이 경우 호의 내부는 표준 색상 순서로 더 밝고 외부는 흐릿하고 음영이 역순으로 진행됩니다.
- 일몰, 빨간색, 주황색 또는 여러 색상이 될 수 있습니다. 이 경우 광선을 굴절시키는 물체는 지구의 대기입니다. 공기는 특정 가스 혼합물로 구성되어 있기 때문에 효과가 다르며 다를 수 있습니다.
- 자세히 보면 수족관 바닥 또는 큰 수역 맑고 투명한 물을 사용하면 무지개 빛깔의 하이라이트를 명확하게 구분할 수 있습니다. 이것은 확산으로 인한 태양 범위가 전체 색상 스펙트럼으로 분해된다는 사실 때문입니다.
- 보석 보석 컷도 반짝입니다. 부드럽게 돌리면 얼굴마다 다른 음영이 나타나는 것을 볼 수 있습니다. 이 현상은 다이아몬드, 크리스탈, 큐빅 지르코니아, 그리고 절단 품질이 좋은 유리 제품에서도 두드러집니다.
- 유리 프리즘 빛이 통과할 때 다른 투명 요소도 효과를 줍니다. 특히 조명에 차이가 있는 경우.
아이들에게 분산 현상을 보여주기 위해 일반 비눗방울을 사용할 수 있습니다.비눗물을 용기에 부은 다음 적절한 크기의 철사로 만든 프레임을 내려야합니다. 추출 후 무지개 빛깔의 오버플로가 관찰될 수 있습니다.
빛을 스펙트럼으로 분해하는 것은 스마트폰 손전등의 도움으로 쉽게 수행할 수 있습니다. 이 경우 유리 프리즘과 백지가 필요합니다. 프리즘은 어두운 방의 탁자 위에 놓고 한편으로는 광선을 비추고 다른 한편으로는 종이를 놓으면 색 줄무늬가 나타납니다. 이러한 간단한 경험은 어린이들에게 매우 인기가 있습니다.
눈이 색을 구별하는 방법
인간의 시각은 전자기 스펙트럼의 일부를 구별할 수 있는 매우 복잡한 시스템입니다. 인간의 눈은 390~700nm의 파장을 구별합니다. 가시광선 범위의 전자기 복사를 가시광선 또는 간단히 빛이라고 합니다.
색은 망막의 간상세포와 원추세포로 구분됩니다. 첫 번째 유형은 감도가 높지만 빛의 강도만 구별할 수 있습니다. 두 번째 것은 색상을 잘 구별하지만 밝은 빛에서 가장 잘 작동합니다.
동시에 원뿔 세포는 짧은, 중간 또는 긴 파도에 더 민감한 파도에 따라 세 가지 유형으로 나뉩니다. 모든 유형의 원뿔에서 오는 신호의 조합으로 인해 시각은 사용 가능한 색상 범위를 구별할 수 있습니다.
눈의 각 유형의 세포는 단일 색상이 아니라 광범위한 파장에서 다른 음영을 인식할 수 있습니다. 따라서 비전을 통해 가장 작은 세부 사항을 강조 표시하고 주변 세계의 모든 다양성을 볼 수 있습니다.
한 번에 빛의 분산은 흰색이 스펙트럼의 조합임을 보여주었습니다.그러나 특정 표면과 재료를 통해 반사된 후에야 볼 수 있습니다.