V 16. rokoch uskutočnil Isaac Newton sériu experimentov s hranolmi a svetlom. Ukázal, že hranoly nielenže rozdeľujú svetlo na známe dúhové farby, ale ich môžu aj znova kombinovať. Pohár hranola a uhly jeho strán spolupracujú na vytvorení fascinujúceho optického nástroja.
Účinky svetla
Keď svetlo prechádza zo vzduchu do pohára, spomalí sa a pri opustení pohára sa opäť zrýchli. Ak svetlo dopadne na sklo pod určitým uhlom namiesto toho, aby bolo mŕtve, dopadne lomom. Uhol, pod ktorým dopadne na sklo, nie je rovnaký ako uhol, ktorým prechádza vo vnútri skla. Svetlo sa už nepohybuje po priamke, ale ohýba sa na povrchu. To isté sa stane, keď svetlo opustí hranol - znova sa ohne.
Snellov zákon
Optický princíp s názvom Snell’s Law presne predpovedá, ako sa to stane. Snellov zákon sa zaoberá uhlami, do ktorých vstupuje svetlo a opúšťa hranol, a niečo, čo sa nazýva index lomu. Index lomu ukazuje, koľko svetla sa spomalí, keď vstúpi do pohára.
Farebné zmeny
Rôzne farby svetla, od červenej po fialovú, sa ohýbajú v mierne odlišných uhloch. Červená sa ohýba najmenej, fialová najviac. To spôsobí, že farby sa rozdvojia a stanú sa zreteľnými.
Druhý hranol
Skutočnosť, že hranol dokáže rozdeliť svetlo na farby, bola známa už pred Newtonom. Ale Newton sa pýtal, čo by sa stalo, keby vložil druhý hranol do umiestnenia farieb. Ak druhý hranol zachytil všetky farby na jednom z jeho povrchov, z druhej strany vyšlo biele svetlo. Rovnaké vlastnosti, ktoré rozdeľovali farby od seba, fungovali opačne, aby sa dali znova zostaviť.
Ďalšie experimenty
Newton sa tiež pýtal, čo by sa stalo, keby použil druhý hranol iba na jednu farbu. Rozbilo by sa to na iné farby? Jeho experiment ukázal, že sa tak nestalo. Farby vychádzajúce z hranola sú základné.
Odraz
Okrem lomu svetla sú hranoly dobré aj na odrážanie svetla. Ak sa pozriete na hranol a otočíte ho v prstoch, uvidíte svetlo odrážajúce sa od zadnej strany v určitých uhloch. Tomu sa hovorí vnútorná reflexia. Niektoré hranoly sú navrhnuté tak, aby mali niekoľko vnútorných odrážajúcich plôch. Môžu nasnímať obraz ďalekohľadu prevrátený dozadu a otočiť ho späť do normálu. V periskopoch a ďalekohľadoch sa používajú odrazové hranoly, ktoré sú odolnejšie ako zrkadlá.