В 1600-х годах Исаак Ньютон провел серию экспериментов с призмами и светом. Он показал, что призмы не только разделяют свет на знакомые цвета радуги, но также могут их рекомбинировать. Стекло призмы и углы ее сторон вместе создают прекрасный оптический инструмент.
Эффекты света
Когда свет проходит из воздуха в стекло, он замедляется, а когда он выходит из стекла, он снова ускоряется. Если свет падает на стекло под углом, а не падает ровно, оно преломляется. Угол, под которым он ударяется о стекло, отличается от угла, под которым он движется внутри стекла. Свет больше не движется по прямой линии, а изгибается у поверхности. То же самое происходит, когда свет покидает призму - она снова изгибается.
Закон Снеллиуса
Оптический принцип, называемый законом Снеллиуса, точно предсказывает, как это происходит. Закон Снеллиуса касается углов, под которыми свет входит и выходит из призмы, и того, что называется показателем преломления. Показатель преломления показывает, насколько свет замедляется, когда попадает в стекло.
Изменения цвета
Свет разных цветов, от красного до фиолетового, изгибается под немного разными углами. Красный цвет меньше всего изгибается, фиолетовый - больше всего. Это заставляет цвета расширяться и становиться отчетливыми.
Вторая призма
Тот факт, что призма может разбивать свет на цвета, был известен еще до Ньютона. Но Ньютон спросил, что произойдет, если он поместит вторую призму на место цветов. Если вторая призма улавливала все цвета на одной из своих поверхностей, белый свет выходил с другой стороны. Те же свойства, которые распределяют цвета, работали в обратном порядке, чтобы собрать их заново.
Дополнительные эксперименты
Ньютон также спросил, что произошло бы, если бы он использовал вторую призму только для одного цвета. Разбился бы он на другие цвета? Его эксперимент показал, что это не так. Цвета, исходящие из призмы, имеют фундаментальное значение.
Отражение
Помимо преломления света, призмы также хороши для отражения света. Если вы посмотрите в призму и поверните ее пальцами, вы увидите, как свет отражается от обратной стороны под определенными углами. Это называется внутренним отражением. Некоторые призмы имеют несколько внутренних отражающих поверхностей. Они могут делать перевернутые и перевернутые изображения в телескоп и возвращать их в нормальное состояние. Отражающие призмы используются в перископах и биноклях, так как они более долговечны, чем зеркала.