W XVII wieku Isaac Newton przeprowadził serię eksperymentów z pryzmatami i światłem. Pokazał, że pryzmaty nie tylko rozszczepiają światło na znajome kolory tęczy, ale także potrafią je rekombinować. Szkło pryzmatu i kąty jego boków współpracują ze sobą, tworząc fascynujące narzędzie optyczne.
Efekty światła
Kiedy światło przechodzi z powietrza do szkła, zwalnia, a gdy opuszcza szkło, ponownie przyspiesza. Jeśli światło pada na szkło pod kątem, a nie w martwym punkcie, ulega załamaniu. Kąt, pod jakim uderza w szkło, nie jest taki sam, jak kąt, pod jakim porusza się wewnątrz szkła. Światło nie porusza się już w linii prostej, ale zakrzywia się na powierzchni. To samo dzieje się, gdy światło opuszcza pryzmat – ponownie się ugina.
Prawo Snella
Zasada optyczna zwana prawem Snella dokładnie przewiduje, jak to się dzieje. Prawo Snella dotyczy kątów, pod którymi światło wchodzi i wychodzi z pryzmatu, oraz czegoś, co nazywa się współczynnikiem załamania światła. Wskaźnik załamania pokazuje, jak bardzo światło zwalnia, gdy wpada do szkła.
Zmiany koloru
Różne kolory światła, od czerwonego do fioletowego, załamują się pod nieco różnymi kątami. Najmniej wygina się czerwony, a najbardziej fioletowy. To powoduje, że kolory rozchodzą się i stają się wyraźne.
Drugi pryzmat
To, że pryzmat może rozbijać światło na kolory, było znane już przed Newtonem. Ale Newton zapytał, co by się stało, gdyby w miejscu kolorów umieścił drugi pryzmat. Jeśli drugi pryzmat uchwycił wszystkie kolory na jednej ze swoich powierzchni, z drugiej strony wydobywało się białe światło. Te same właściwości, które rozdzielają kolory, działały w odwrotnej kolejności, aby je ponownie złożyć.
Dodatkowe eksperymenty
Newton zapytał również, co by się stało, gdyby użył drugiego pryzmatu tylko na jednym kolorze. Czy rozbije się na inne kolory? Jego eksperyment pokazał, że tak nie jest. Kolory wychodzące z pryzmatu są fundamentalne.
Odbicie
Oprócz załamywania światła, pryzmaty są również dobre do odbijania światła. Jeśli spojrzysz w pryzmat i obrócisz go palcami, zobaczysz światło odbijające się od tylnej strony pod pewnymi kątami. Nazywa się to odbiciem wewnętrznym. Niektóre pryzmaty mają kilka wewnętrznych powierzchni odbijających. Mogą zrobić zdjęcie teleskopowe, które jest do góry nogami i do tyłu, i przywrócić je do normy. Pryzmaty odbijające są stosowane w peryskopach i lornetkach, ponieważ są trwalsze od luster.