Cái gì được gọi là sự tán sắc của ánh sáng
Hiện tượng này được phát hiện vào năm 1672 bởi Isaac Newton. Cho đến lúc đó, người ta vẫn chưa thể giải thích tại sao các màu lại được sắp xếp theo một trật tự nhất định khi khúc xạ. Sự phân tán của ánh sáng tại một thời điểm đã giúp chứng minh bản chất sóng của nó, nhưng để hiểu vấn đề tốt hơn, bạn cần phải hiểu tất cả các khía cạnh.
Sự định nghĩa
Hiện tượng tán sắc (hay phân hủy) ánh sáng là do chiết suất phụ thuộc trực tiếp vào bước sóng. Newton là người đầu tiên phát hiện ra sự phân tán, nhưng phần lớn cơ sở lý thuyết đã được các nhà khoa học phát triển trong thời kỳ sau đó.
Nhờ sự tán sắc, người ta đã chứng minh được rằng ánh sáng trắng gồm nhiều thành phần. Nói một cách đơn giản, một tia nắng không màu, khi đi qua các chất trong suốt (pha lê, nước, thủy tinh, v.v.), sẽ bị phân hủy thành màu sắc của cầu vồng mà nó bao gồm.
Kết quả của việc ánh sáng đi từ chất này vào chất khác, nó làm thay đổi hướng chuyển động, gọi là hiện tượng khúc xạ.Màu trắng chứa toàn bộ dải màu, nhưng nó không được chú ý cho đến khi nó bị phân tán. Mỗi màu tổng hợp có một bước sóng khác nhau, do đó góc khúc xạ cũng khác nhau.
Nhân tiện! Bước sóng của mỗi màu trong quang phổ là không đổi, do đó, khi đi qua một chất trong suốt, các sắc độ luôn xếp theo cùng một thứ tự.
Lịch sử khám phá và kết luận của Newton
Câu chuyện kể rằng nhà khoa học lần đầu tiên nhận thấy rằng các cạnh của hình ảnh trong ống kính được tô màu trong thời kỳ ông đang cải tiến thiết kế kính thiên văn. Điều này khiến ông rất thích thú và ông bắt đầu tiết lộ bản chất của sự xuất hiện của các dải màu.
Vào thời điểm đó, đang có một trận dịch hạch ở Anh Quốc, vì vậy Newton quyết định rời đến ngôi làng Woolsthorpe của mình để hạn chế mối quan hệ xã hội của mình. Và đồng thời để tiến hành các thí nghiệm để tìm ra các sắc thái khác nhau đến từ đâu. Để làm được điều này, ông đã chụp một số lăng kính thủy tinh.
Trong thời gian nghiên cứu, ông đã tiến hành nhiều thí nghiệm, một số thí nghiệm vẫn được tiến hành không thay đổi. Kết quả chính trông như thế này: nhà khoa học tạo một lỗ nhỏ trên cửa chớp của một căn phòng tối và đặt một lăng kính thủy tinh trên đường đi của chùm sáng. Kết quả là, một sự phản chiếu dưới dạng các sọc màu thu được trên bức tường đối diện.
Newton đã chọn ra các màu đỏ, cam, vàng, lục, lục lam, chàm và tím từ phản xạ. Đó là, quang phổ trong khái niệm cổ điển của nó. Nhưng nếu bạn xem xét chi tiết hơn và làm nổi bật hàng loạt thiết bị hiện đại, bạn sẽ có ba khu vực chính: đỏ, vàng-xanh lá cây và xanh tím.Phần còn lại chiếm diện tích nhỏ giữa chúng.
Tìm thấy ở đâu
Sự phân tán có thể được nhìn thấy thường xuyên hơn nhiều so với cái nhìn đầu tiên. Bạn chỉ cần chú ý:
- cầu vồng là ví dụ nổi tiếng nhất về sự phân tán. Ánh sáng bị khúc xạ trong các giọt nước, tạo ra cầu vồng, mà các chuyên gia gọi là cầu vồng chính. Nhưng đôi khi ánh sáng bị khúc xạ hai lần và một hiện tượng tự nhiên hiếm gặp xuất hiện - cầu vồng kép. Trong trường hợp này, bên trong vòng cung sáng hơn và với thứ tự tiêu chuẩn của màu sắc, còn bên ngoài thì mờ và các sắc thái đi theo thứ tự ngược lại.
- hoàng hôn, có thể có màu đỏ, cam, hoặc thậm chí nhiều màu. Trong trường hợp này, vật thể khúc xạ các tia là bầu khí quyển của Trái đất. Do thực tế là không khí bao gồm một số hỗn hợp khí nhất định, tác dụng là khác nhau và có thể khác nhau.
- Nếu bạn nhìn kỹ vào đáy của một bể cá hoặc một vùng nước lớn với nước trong suốt rõ ràng, bạn có thể phân biệt rõ ràng những điểm nổi bật óng ánh. Điều này là do phạm vi năng lượng mặt trời, do sự khuếch tán, bị phân hủy thành toàn bộ quang phổ màu.
- Đá quý với trang sức cắt cũng lung linh. Nếu bạn nhẹ nhàng xoay chúng, bạn có thể thấy mỗi khuôn mặt mang lại một sắc thái khác nhau. Hiện tượng này có thể nhận thấy trên kim cương, pha lê, zirkonia khối, và ngay cả trên đồ thủy tinh có chất lượng cắt tốt.
- lăng kính thủy tinh và bất kỳ phần tử trong suốt nào khác, khi ánh sáng đi qua chúng, cũng tạo ra hiệu ứng. Đặc biệt nếu có sự khác biệt về ánh sáng.
Để cho trẻ thấy hiện tượng phân tán, có thể dùng bọt xà phòng thông thường.Dung dịch xà phòng phải được đổ vào thùng chứa, sau đó hạ xuống khung làm bằng dây có kích thước phù hợp. Sau khi chiết xuất, có thể quan sát thấy các vết tràn ánh kim.
Việc phân hủy ánh sáng thành quang phổ rất dễ thực hiện với sự hỗ trợ của đèn pin điện thoại thông minh. Trong trường hợp này, bạn sẽ cần một lăng kính thủy tinh và một tờ giấy trắng. Lăng kính phải được đặt trên bàn trong phòng tối, một mặt hướng chùm tia sáng vào, mặt khác đặt một tờ giấy, trên đó sẽ có những sọc màu. Một trải nghiệm đơn giản như vậy rất phổ biến với trẻ em.
Cách mắt phân biệt màu sắc
Thị giác của con người là một hệ thống rất phức tạp có khả năng phân biệt một phần của phổ điện từ. Mắt người phân biệt được các bước sóng từ 390 đến 700 nm. Bức xạ điện từ trong phạm vi nhìn thấy được gọi là ánh sáng khả kiến hay ánh sáng đơn giản.
Màu sắc được phân biệt bởi các tế bào hình que và tế bào hình nón trong võng mạc. Loại đầu tiên có độ nhạy cao, nhưng chỉ có thể phân biệt cường độ ánh sáng. Cái thứ hai phân biệt màu sắc tốt, nhưng hoạt động tốt nhất trong ánh sáng chói.
Đồng thời, các tế bào hình nón được chia thành ba loại, tùy thuộc vào loại sóng nào mà chúng nhạy cảm hơn - ngắn, trung bình hoặc dài. Do sự kết hợp của các tín hiệu đến từ tất cả các loại tế bào hình nón, thị giác có thể phân biệt phạm vi màu sắc có sẵn cho nó.
Mỗi loại tế bào trong mắt không thể cảm nhận được một màu duy nhất mà là các sắc thái khác nhau trong một phạm vi bước sóng rộng. Do đó, tầm nhìn cho phép bạn làm nổi bật những chi tiết nhỏ nhất và nhìn thấy tất cả sự đa dạng của thế giới xung quanh.
Sự phân tán của ánh sáng tại một thời điểm cho thấy rằng màu trắng là sự kết hợp của quang phổ.Nhưng bạn chỉ có thể nhìn thấy nó sau khi nó được phản chiếu qua một số bề mặt và vật liệu nhất định.