Ce qu'on appelle la dispersion de la lumière

Ce phénomène a été découvert en 1672 par Isaac Newton. Jusque-là, les gens ne pouvaient pas expliquer pourquoi les couleurs sont disposées dans un certain ordre lors de la réfraction. La dispersion de la lumière à un moment donné a aidé à prouver sa nature ondulatoire, mais pour mieux comprendre le problème, vous devez comprendre tous les aspects.

Selon ce schéma, on peut facilement comprendre l'essence de la dispersion de la lumière.

Définition

Le phénomène de dispersion (ou décomposition) de la lumière est dû au fait que l'indice de réfraction dépend directement de la longueur d'onde. Newton a été le premier à découvrir la dispersion, mais la plupart des bases théoriques ont été développées par des scientifiques plus tard.

Grâce à la dispersion, il a été possible de prouver que la lumière blanche est composée de nombreux composants. Pour faire simple, un rayon de soleil incolore, lorsqu'il traverse des substances transparentes (cristal, eau, verre, etc.), se décompose dans les couleurs de l'arc-en-ciel qui le compose.

En raison du grand nombre de facettes des diamants, ils scintillent de nombreuses nuances.

La lumière pénétrant d'une substance dans une autre modifie la direction du mouvement, ce que l'on appelle la réfraction.La couleur blanche contient toute la gamme de couleurs, mais elle n'est pas perceptible tant qu'elle n'est pas soumise à la dispersion. Chacune des couleurs composites a une longueur d'onde différente, donc l'angle de réfraction est différent.

D'ailleurs! La longueur d'onde de chacune des couleurs du spectre est constante, par conséquent, lors du passage à travers une substance transparente, les nuances s'alignent toujours dans le même ordre.

Histoire de la découverte et conclusions de Newton

L'histoire raconte que le scientifique a remarqué pour la première fois que les bords de l'image dans l'objectif étaient colorés pendant la période où il améliorait la conception des télescopes. Cela l'intéressa beaucoup et il entreprit de révéler la nature de l'apparition des bandes colorées.

A cette époque, il y avait une épidémie de peste en Grande-Bretagne, alors Newton décida de partir pour son village de Woolsthorpe afin de limiter son cercle social. Et en même temps de mener des expériences pour découvrir d'où viennent les différentes nuances. Pour ce faire, il a capturé plusieurs prismes de verre.

Quelque chose comme cela était l'expérience de Newton, qui a permis d'expliquer le phénomène de dispersion de la lumière.

Au cours de la période de recherche, il a mené de nombreuses expériences, dont certaines sont toujours en cours inchangées. Le principal ressemblait à ceci: le scientifique a fait un petit trou dans le volet d'une pièce sombre et a placé un prisme de verre sur le trajet du faisceau lumineux. En conséquence, un reflet sous forme de rayures colorées a été obtenu sur le mur opposé.

Cette expérience peut être répétée par vous-même.

Newton a distingué le rouge, l'orange, le jaune, le vert, le cyan, l'indigo et le violet du reflet. C'est-à-dire le spectre dans son concept classique. Mais si vous regardez plus en détail et mettez en évidence la gamme d'équipements modernes, vous obtenez trois zones principales : rouge, jaune-vert et bleu-violet.Les autres occupent de petites zones entre eux.

Voici à quoi ressemble la décomposition de la lumière blanche en un spectre.

Où se trouve

La dispersion peut être vue beaucoup plus souvent qu'il n'y paraît à première vue. Il faut juste faire attention :

1. Arc-en-ciel est l'exemple le plus célèbre de dispersion. La lumière est réfractée dans les gouttelettes d'eau, ce qui donne un arc-en-ciel, que les experts appellent primaire. Mais parfois, la lumière est réfractée deux fois et un phénomène naturel rare apparaît - un double arc-en-ciel. Dans ce cas, l'intérieur de l'arc est plus lumineux et avec l'ordre standard des couleurs, et à l'extérieur, il est flou et les nuances vont dans l'ordre inverse.
2. couchers de soleil, qui peut être rouge, orange ou même multicolore. Dans ce cas, l'objet qui réfracte les rayons est l'atmosphère terrestre. Du fait que l'air est constitué d'un certain mélange de gaz, l'effet est différent et peut être différent.
3. Si vous regardez bien le fond d'un aquarium ou d'un grand plan d'eau avec une eau claire et transparente, vous pouvez clairement distinguer les reflets irisés. Cela est dû au fait que la gamme solaire, due à la diffusion, est décomposée en l'ensemble du spectre de couleurs.
4. Gemmes avec des bijoux coupés scintillent également. Si vous les faites pivoter doucement, vous pouvez voir comment chaque face donne une teinte différente. Ce phénomène est perceptible sur les diamants, le cristal, la zircone cubique et même sur la verrerie de bonne qualité de coupe.
5. prismes de verre et tous les autres éléments transparents, lorsque la lumière les traverse, donnent également un effet. Surtout s'il y a une différence d'éclairage.

L'émeute des couleurs au coucher du soleil est l'un des exemples les plus célèbres de réfraction de la lumière.

Pour montrer aux enfants le phénomène de dispersion, des bulles de savon ordinaires peuvent être utilisées.La solution savonneuse doit être versée dans un récipient, puis tout cadre en fil de fer de taille appropriée doit être abaissé. Après extraction, des débordements irisés peuvent être observés.

La décomposition de la lumière en un spectre est facile à faire à l'aide d'une lampe de poche pour smartphone. Dans ce cas, vous aurez besoin d'un prisme en verre et d'une feuille de papier blanc. Le prisme doit être placé sur une table dans une pièce sombre, d'une part, diriger un faisceau de lumière vers lui, et d'autre part, mettre un morceau de papier, il y aura des rayures colorées dessus. Une expérience aussi simple est très appréciée des enfants.

Comment l'oeil distingue les couleurs

La vision humaine est un système très complexe capable de distinguer une partie du spectre électromagnétique. L'œil humain distingue les longueurs d'onde de 390 à 700 nm. Le rayonnement électromagnétique dans le domaine visible est appelé lumière visible ou simplement lumière.

L'image montre à quel point une petite partie du spectre électromagnétique est capable de percevoir la vision humaine.

Les couleurs se distinguent par les cellules en bâtonnets et en cônes de la rétine. Le premier type a une sensibilité élevée, mais ne peut distinguer que l'intensité lumineuse. Le second distingue bien les couleurs, mais fonctionne mieux sous une lumière vive.

Dans le même temps, les cellules coniques sont divisées en trois types, en fonction des ondes auxquelles elles sont plus sensibles - courtes, moyennes ou longues. Grâce à la combinaison des signaux provenant de tous les types de cônes, la vision peut distinguer la gamme de couleurs qui s'offre à elle.

Chaque type de cellule de l'œil peut percevoir non pas une seule couleur, mais différentes nuances dans une large gamme de longueurs d'onde. Par conséquent, la vision vous permet de mettre en évidence les moindres détails et de voir toute la diversité du monde environnant.

La dispersion de la lumière à un moment donné a montré que le blanc est une combinaison du spectre.Mais vous ne pouvez le voir qu'après qu'il se soit reflété à travers certaines surfaces et certains matériaux.

Tutoriel vidéo : dispersion de la lumière