一般に光分散と呼ばれるもの

この現象は、1672 年にアイザック ニュートンによって発見されました。それ以前は、屈折すると色が特定の順序で配置される理由を説明できませんでした。光の分散は、かつてその波の性質を証明するのに役立ちましたが、問題をよりよく理解するには、すべての側面を理解する必要があります.

この図から、光の分散の本質を簡単に理解できます。

意味

光分散 (または分散) の現象は、屈折率が波長に直接関係しているという事実によるものです。分散はニュートンによって最初に発見されましたが、理論的基礎の多くは後の科学者によって開発されました。

分散のおかげで、白色光が多くの成分で構成されていることを証明することができました。簡単に説明すると、無色の太陽光線が透明な物質 (水晶、水、ガラスなど) を通過すると、それを構成する虹の色に分解されます。

ダイヤモンドには多数のファセットがあるため、さまざまな色合いできらめきます。

ある物質から別の物質への光の結果として、屈折と呼ばれる方向が変わります。白には全範囲の色が含まれていますが、これは分散されるまでは知覚できません。混色はそれぞれ波長が異なるため、屈折する角度が異なります。

ところで！ スペクトルの各色の波長は一定であるため、透明な物質を通過すると、色相は常に同じ順序で並びます。

ニュートンの発見と結論の歴史

話によると、科学者は望遠鏡の設計を改善することに従事していた時期に、レンズの画像のエッジが着色されていることに最初に気づきました。これは彼に非常に興味を持ってもらい、彼はカラーフリンジの外観の性質を発見しようと試みました。

当時、英国では疫病が蔓延していたため、ニュートンはコミュニケーションの輪を制限するために、彼の村ウールスソープに行くことにしました。同時に、実験を行って、さまざまな色合いがどこから来るのかを調べます。これを行うために、彼はいくつかのガラスのプリズムをつかみました。

これは、光の分散の現象を説明するためのニュートンの実験がどのように見えるかを大まかに示したものです。

彼の研究期間中、彼は多くの実験を行い、そのうちのいくつかは今日まで変わらない形で行われています.主なものは次のとおりです。科学者は暗い部屋のシャッターに小さな穴を開け、光線の経路にガラスのプリズムを配置しました。その結果、反対側の壁に色付きのストライプの形で反射が生じました。

この実験は自分で繰り返すことができます。

ニュートンは、反射から赤、オレンジ、黄、緑、青、青、紫を分離しました。つまり、古典的な意味でのスペクトルです。しかし、最新の機器でスペクトルを詳しく見て分離すると、赤、黄緑、青紫の 3 つの主要なゾーンが得られます。他のものは、その間の重要でない領域を占めています。

これは、スペクトルへの白色光の分解がどのように見えるかです。

発生場所

分散は、最初に現れるよりもはるかに頻繁に見られます。あなたはただ注意を払う必要があります：

1. 虹 - 分散の最も有名な例です。光は水滴の中で屈折し、専門家が一次虹と呼ぶ虹になります。しかし、光が 2 回屈折して、めったに見られない自然現象、つまり二重の虹が現れることがあります。この場合、弧の内側はより明るく、標準的な色の順序で、外側はぼやけ、色合いは逆の順序になります。
2. 夕焼け。、赤、オレンジ、さらには多色にすることができます。この場合、光線を屈折させる物体は地球の大気です。空気は特定のガスの混合物で構成されているため、効果は異なり、異なる場合があります。
3. よく見ると ...水槽や大きな水域の底に... きれいで澄んだ水では、虹色の反射がはっきりと見えます。これは、太陽スペクトルが拡散によって色スペクトル全体に広がるという事実によるものです。
4. 宝石 ジュエルカットの宝石もきらめきます。それらを注意深く回転させると、各ファセットが異なる色合いを与えることに気付くでしょう。この現象は、ダイヤモンド、クリスタル、キュービックジルコニア、さらにはカット品質の良いガラス製品にも見られます。
5. ガラスプリズム また、他の透明な要素も、光が通過するときに効果を生み出します。特に光の違いがある場合。

日没時の色の暴動は、光の屈折の最も有名な例の 1 つです。

子供たちに分散現象を見せるために、普通のシャボン玉を使うことができます。石鹸液を容器に注ぎ、適切なサイズのワイヤー フレームを下げます。削除すると、虹色のオーバーフローが観察できます。

光のスペクトルへの分解も、スマートフォンの懐中電灯で簡単に行うことができます。この場合、ガラスのプリズムと白い紙が必要です。プリズムを暗い部屋のテーブルに置き、片側に光のビームを、反対側に紙を置きます。色付きのストライプが表示されます。このような素朴な体験は、子どもたちにとって非常に魅力的です。

目がどのように色を識別するか

人間の視覚 - 電磁スペクトルの部分を区別できる非常に複雑なシステム。人間の目は、390 ～ 700 nm の波長を認識します。可視範囲の電磁放射は、可視光または単に光と呼ばれます。

この写真から、人間の目で知覚できる電磁スペクトルがいかに小さいかがわかります。

色は、網膜の桿状細胞と球状細胞によって区別されます。最初のタイプは感度が高いですが、光の強さしか区別できません。 2 番目は色をよく識別しますが、明るい光の下で最もよく機能します。

錐体細胞は、短、中、長のどの波長に敏感かによって、3 つのタイプに分けられます。すべてのタイプの錐体から来る信号の組み合わせのおかげで、視覚は利用可能な色の範囲を区別できます。

目の細胞の各タイプは、単一の色ではなく、広い波長範囲でさまざまな色合いを認識できます。これが、視覚によって細部を識別し、私たちの周りの世界の多様性を見ることができる理由です。

光の分散はかつて、白がスペクトルの組み合わせであることを示していました。しかし、特定の表面や素材を通して反射した後にしか見ることができません。

ビデオ レッスン: 光の分散