การทดลองการกระจายแสงสำหรับเด็ก

การกระจายแสงหมายถึงการแยกลำแสงสีขาวออกเป็นแต่ละสีที่ประกอบเป็นลำแสง ใช้ปริซึมเพื่อแสดงสิ่งนี้ Isaac Newton เป็นคนแรกที่ค้นพบว่าลำแสงแต่ละลำประกอบด้วยสีเต็มรูปแบบ แม้ว่าผู้คนจะรู้จักปริซึมมาก่อน แต่พวกเขาเชื่อเสมอว่าปริซึมให้แสงสี การทดลองของนิวตันพิสูจน์ว่าปริซึมกระจายแสงออกเป็นแถบสีต่างๆ เท่านั้น

ถามนักเรียนว่าพวกเขาคิดว่าสีของรุ้งกินน้ำในลำดับเดียวกันเสมอหรือไม่ ให้พวกเขาวาดสิ่งที่พวกเขาคิดว่ารุ้งดูเหมือน แสดงให้นักเรียนเห็นวิธีสร้างรุ้งโดยใช้ปริซึม เปรียบเทียบรุ้งที่เกิดจากปริซึมกับรุ้งที่นักเรียนระบายสี ขอให้นักเรียนสังเกตความแตกต่างระหว่างรุ้งกินน้ำทั้งสอง อธิบายว่าลำแสงทั้งหมดมีสเปกตรัมสีทั้งหมด แต่สเปกตรัมนี้สามารถมองเห็นได้ก็ต่อเมื่อลำแสงเคลื่อนที่ผ่านปริซึมเท่านั้น อธิบายว่ารุ้งแต่ละสีประกอบด้วยสีแดง ส้ม เหลือง เขียว น้ำเงิน คราม และม่วงเสมอ และสีเหล่านี้จะปรากฏในลำดับนั้นเสมอ

นักเรียนสามารถสร้างปริซึมของตัวเองด้วยเจลาตินใส เตรียมเจลาตินโดยใช้น้ำครึ่งหนึ่งที่แนะนำบนบรรจุภัณฑ์ แล้วเทเจลาตินลงในแม่พิมพ์สี่เหลี่ยมหรือสี่เหลี่ยม เช่น ภาชนะพลาสติกที่ใช้ซ้ำได้หรือถาดอบขนาดเล็ก หลังจากที่เจลาตินแข็งตัวแล้ว ให้นำออกจากแม่พิมพ์แล้วตัดเป็นรูปทรงปริซึมต่างๆ เช่น ครึ่งวงกลม ตรงกลางกว้างที่มีปลายเป็นบาง หรือตรงกลางแบบบางที่มีปลายกว้าง ส่องไฟฉายส่องเจลาตินเพื่อดูว่าแสงกระจายตัวและโค้งงออย่างไร ให้นักเรียนสังเกตว่าแสงมีพฤติกรรมแตกต่างกันอย่างไรเมื่อผ่านปริซึมต่างๆ วางหวีพลาสติกไว้ระหว่างไฟฉายกับปริซึมเจลาติน และสังเกตว่าเส้นจากหวีช่วยให้มองเห็นทิศทางของแสงที่ปริซึมโค้งงอได้ง่ายขึ้นอย่างไร

นักเรียนจะเข้าใจพฤติกรรมแสงได้ดีขึ้นโดยสังเกตการเกิดรุ้งกินน้ำในห้องมืด สำหรับการทดลองนี้ ให้ใช้กระดาษก่อสร้างสีดำคลุมลำแสงของไฟฉาย แต่ก่อนอื่นให้กรีดกลางกระดาษชิ้นนี้ก่อน เติมน้ำในอ่างพลาสติกขนาดเล็กใสและเอนกระจกลงในน้ำที่ปลายด้านหนึ่งของอ่าง ส่องไฟที่กระจก. ชูการ์ดเปล่าสีขาวขึ้นมาเพื่อจับลำแสงสะท้อน

เช่นเดียวกับที่ปริซึมกระจายลำแสงสีขาว สีของรุ้งเมื่อส่องผ่านปริซึมจะออกมาที่ปลายอีกด้านเป็นลำแสงสีขาว เพื่อให้เข้าใจมากขึ้น ให้ใช้ไฟฉายสามอันแล้วคลุมด้วยสีโปร่งแสงที่แตกต่างกัน สีแดงหนึ่งอัน สีน้ำเงินหนึ่งอัน และสีเขียวหนึ่งอัน อธิบายว่าสิ่งเหล่านี้เป็นสีหลักของแสง ขอให้นักเรียนทำนายว่าจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อพวกเขารวมลำแสงต่างๆ ปิดไฟและตรวจสอบผลลัพธ์โดยฉายแสงกับกระดาษสีขาว