일반적으로 광 분산이라고 하는 것
이 현상은 1672년 아이작 뉴턴에 의해 발견되었습니다. 그 전에는 사람들이 굴절할 때 색상이 특정 순서로 배열되는 이유를 설명할 수 없었습니다. 빛의 분산은 한때 파동성을 증명하는 데 도움이 되었지만 질문을 더 잘 이해하려면 모든 측면을 이해해야 합니다.
정의
광 분산(또는 분산) 현상은 굴절률이 파장과 직접적으로 관련되어 있기 때문입니다. 분산은 뉴턴에 의해 처음 발견되었지만 이론적인 기초의 대부분은 나중에 과학자들에 의해 개발되었습니다.
분산 덕분에 백색광은 많은 구성 요소로 구성되어 있음을 증명할 수 있었습니다. 간단히 설명하면, 무색의 태양광선이 투명한 물질(수정, 물, 유리 등)을 통과할 때 그것을 구성하는 무지개의 색으로 분해됩니다.
한 물질에서 다른 물질로 빛의 결과로 방향이 바뀌는데 이를 굴절이라고 합니다. 흰색은 전체 색상 범위를 포함하지만 분산되기 전까지는 인식할 수 없습니다. 각 합성 색상은 파장이 다르므로 굴절 각도가 다릅니다.
그런데! 스펙트럼의 각 색상의 파장은 일정하므로 투명한 물질을 통과할 때 색상은 항상 같은 순서로 정렬됩니다.
뉴턴의 발견과 결론의 역사
이야기는 과학자가 망원경의 디자인을 개선하는 데 종사하던 기간에 렌즈의 이미지 가장자리가 착색된다는 것을 처음 알아차렸다고 합니다. 이것은 그에게 큰 관심을 불러 일으켰고 그는 유색 변두리 모양의 본질을 발견하기 시작했습니다.
당시 영국에는 전염병이 유행하고 있었기 때문에 Newton은 의사 소통의 범위를 제한하기 위해 그의 마을 Woolsthorpe로 가기로 결정했습니다. 그리고 동시에 다양한 음영이 어디에서 왔는지 알아내기 위해 실험을 수행합니다. 이를 위해 그는 유리 프리즘을 몇 개 잡았습니다.
연구 기간 동안 그는 많은 실험을 수행했으며 그 중 일부는 오늘날까지 변하지 않은 형태로 수행됩니다. 주요 내용은 다음과 같습니다. 과학자는 어두운 방의 셔터에 작은 구멍을 만들고 광선의 경로에 유리 프리즘을 배치했습니다. 그 결과 반대편 벽에 컬러 줄무늬 형태의 반사가 나타났습니다.
뉴턴은 반사에서 빨강, 주황, 노랑, 녹색, 파랑, 파랑 및 자주색을 분리했습니다. 즉, 고전적 의미의 스펙트럼입니다. 그러나 자세히 살펴보고 최신 장비로 스펙트럼을 분리하면 빨간색, 황록색 및 청자색의 세 가지 주요 영역이 표시됩니다. 나머지는 그 사이에 중요하지 않은 영역을 차지합니다.
발생 위치
분산은 처음 나타나는 것보다 훨씬 더 자주 볼 수 있습니다. 주의를 기울여야 합니다.
- 무지개 - 분산의 가장 유명한 예입니다. 빛은 물방울에서 굴절되어 전문가들은 기본 무지개라고 부르는 무지개를 만듭니다.그러나 때로는 빛이 두 번 굴절되고 희귀 한 자연 현상 인 쌍무지개가 나타납니다. 이 경우 호 내부는 더 밝고 표준 색상 순서로, 외부는 흐릿하고 음영은 역순으로 이동합니다.
- 일몰., 빨간색, 주황색 또는 여러 색상이 될 수 있습니다. 이 경우 광선을 굴절시키는 물체는 지구의 대기입니다. 공기가 특정 가스 혼합물로 구성되어 있기 때문에 효과가 다르며 다를 수 있습니다.
- 자세히 보면 ...수족관 바닥이나 큰 수역에서... 깨끗하고 맑은 물로 무지개 빛깔의 반사를 명확하게 볼 수 있습니다. 이것은 태양 스펙트럼이 확산에 의해 전체 색상 스펙트럼으로 퍼지기 때문입니다.
- 원석 보석으로 자른 보석도 반짝입니다. 조심스럽게 회전시키면 각 면이 어떻게 다른 색조를 주는지 알 수 있습니다. 이 현상은 다이아몬드, 크리스탈, 큐빅 지르코니아 및 절단 품질이 좋은 유리 제품에서도 볼 수 있습니다.
- 유리 프리즘 다른 투명 요소도 빛이 통과할 때 효과를 생성합니다. 특히 빛의 차이가 있는 경우.
아이들에게 분산 현상을 보여주기 위해 일반 비누 방울을 사용할 수 있습니다. 비눗물을 용기에 붓고 적절한 크기의 와이어 프레임을 내립니다. 제거한 후 무지개 빛깔의 오버플로를 관찰할 수 있습니다.
빛을 스펙트럼으로 분해하는 것도 스마트폰 손전등으로 쉽게 할 수 있습니다. 이 경우 유리 프리즘과 백지가 필요합니다. 프리즘은 어두운 방의 탁자 위에 놓아야 합니다. 한쪽에는 광선이 있고 다른쪽에는 종이가 있습니다. 색 줄무늬가 있을 것입니다. 이러한 간단한 경험은 아이들에게 매우 매력적입니다.
눈이 색을 구별하는 방법
인간의 시각 - 전자기 스펙트럼의 일부를 구별할 수 있는 매우 복잡한 시스템입니다.인간의 눈은 390~700nm의 파장을 인식합니다. 가시광선 범위의 전자기 복사를 가시광선 또는 그냥 빛이라고 합니다.
색은 망막의 간상세포와 구세포로 구분됩니다. 첫 번째 유형은 감도가 높지만 빛의 강도만 구별할 수 있습니다. 두 번째는 색상을 잘 구분하지만 밝은 조명 아래에서 가장 잘 작동합니다.
원뿔 세포는 더 민감한 파장에 따라 짧은, 중간 또는 긴 세 가지 유형으로 나뉩니다. 모든 유형의 콘 비전에서 오는 신호의 조합 덕분에 사용 가능한 색상 범위를 구별할 수 있습니다.
눈의 각 유형의 세포는 단일 색상이 아니라 넓은 파장 범위에서 다른 음영을 인식할 수 있습니다. 이것이 비전을 통해 우리가 가장 작은 세부 사항을 구별하고 주변 세계의 다양성을 볼 수 있는 이유입니다.
한 번 빛의 분산은 흰색이 스펙트럼의 조합이라는 것을 보여주었습니다. 그러나 특정 표면과 재료를 통해 반사된 후에만 볼 수 있습니다.