Wat gewoonlijk lichtverstrooiing wordt genoemd

Dit fenomeen werd in 1672 ontdekt door Isaac Newton. Tot dan toe kon men niet verklaren waarom de kleuren in een bepaalde volgorde liggen wanneer ze breken. De dispersie van licht heeft geholpen om de golfkarakteristiek van licht te bewijzen, maar om de kwestie beter te begrijpen moet men alle aspecten begrijpen.

Dit diagram maakt het gemakkelijk om de dispersie van licht te begrijpen.

Definitie

Het verschijnsel van lichtverstrooiing (of dispersie) wordt veroorzaakt door het feit dat de brekingsindex rechtstreeks verband houdt met de golflengte. Dispersie werd voor het eerst ontdekt door Newton, maar een groot deel van de theoretische basis werd in een latere periode door wetenschappers ontwikkeld.

Dankzij dispersie kon worden aangetoond dat wit licht uit vele componenten bestaat. Om het eenvoudig uit te leggen: een kleurloze zonnestraal gaat door een doorzichtige stof (kristal, water, glas, enz.) en wordt uiteengerafeld in de kleuren van de regenboog waaruit hij is samengesteld.

Het grote aantal facetten in diamanten doet ze schitteren in een veelheid van kleuren.

Wanneer licht van de ene stof naar de andere valt, verandert het van richting, wat breking wordt genoemd. Wit bevat een hele reeks kleuren, maar dit is niet waarneembaar totdat het aan dispersie wordt onderworpen. Elk van de samengestelde kleuren heeft een andere golflengte, zodat de brekingshoek verschillend is.

Tussen haakjes! De golflengte van elk van de kleuren van het spectrum is constant, zodat de tinten altijd in dezelfde volgorde liggen wanneer zij door een transparante stof gaan.

De geschiedenis van Newtons ontdekking en conclusies

De geschiedenis vertelt ons dat de wetenschapper voor het eerst opmerkte dat de randen van het beeld in de lens gekleurd zijn in de periode dat hij zich bezighield met het verbeteren van het ontwerp van telescopen. Dit interesseerde hem zeer en hij ging op zoek naar de aard van de verschijning van gekleurde strepen.

In die tijd heerste er in Groot-Brittannië een pestepidemie, zodat Newton besloot zich in zijn dorp Woolsthorpe terug te trekken om zijn sociale kring te beperken. En tegelijkertijd experimenten uit te voeren om uit te vinden waar de verschillende tinten vandaan komen. Om dat te doen, pakte hij wat glazen prisma's.

Zo zag het experiment van Newton er ongeveer uit om het verschijnsel van lichtverstrooiing te verklaren.

In de loop van zijn onderzoek voerde hij vele experimenten uit, waarvan sommige tot op de dag van vandaag in ongewijzigde vorm worden uitgevoerd. De belangrijkste was als volgt: de wetenschapper maakte een klein gaatje in het luik van een donkere kamer en plaatste een prisma van glas in de baan van de lichtbundel. Het resultaat was een weerspiegeling in de vorm van gekleurde strepen op de tegenoverliggende muur.

Dit experiment kan je zelf herhalen.

Newton haalde rood, oranje, geel, groen, blauw en violet uit de weerkaatsing. Dat wil zeggen, het spectrum in zijn klassieke betekenis. Maar als je het spectrum van naderbij bekijkt en isoleert met moderne apparatuur, krijg je drie hoofdzones: rood, geelgroen en blauwviolet. De anderen bezetten de onbeduidende gebieden daartussen.

Zo ziet de ontleding van wit licht in een spectrum eruit.

Waar het voorkomt

Verspreiding komt veel vaker voor dan het op het eerste gezicht lijkt. Je moet gewoon opletten:

1. Regenboog - is het bekendste voorbeeld van verstrooiing. Licht wordt gebroken door waterdruppels, wat resulteert in een regenboog, die deskundigen een primaire regenboog noemen. Maar soms wordt het licht tweemaal gebroken en verschijnt er een zeldzaam natuurverschijnsel - een dubbele regenboog. In dat geval is de boog helderder en met een standaard volgorde van kleuren aan de binnenkant en wazig en zijn de tinten omgekeerd aan de buitenkant.
2. Zonsondergangendie rood, oranje of zelfs meerkleurig kan zijn. In dit geval is het object dat de stralen breekt de aardatmosfeer. Omdat lucht uit een bepaald mengsel van gassen bestaat, is het effect verschillend en kan het verschillend zijn.
3. Als je goed kijkt naar de op de bodem van een aquarium of een grote watermassa met helder helder water, kun je duidelijk de iriserende schittering zien. Dit is te wijten aan het feit dat het zonnespectrum zich door diffusie verspreidt over het gehele kleurenspectrum.
4. Edelstenen met juweel-geslepen diamanten glinsteren ook. Als je ze voorzichtig draait, zul je zien hoe elk facet een andere tint afgeeft. Dit verschijnsel kan worden waargenomen bij diamanten, kristal, cubic zirconia en zelfs glas met een goede slijpkwaliteit.
5. Glazen prisma's en alle andere transparante elementen zullen ook een effect produceren wanneer er licht doorheen valt. Vooral als er een verschil in licht is.

De kleurenpracht bij zonsondergang is een van de bekendste voorbeelden van lichtbreking.

Om kinderen het fenomeen van verstrooiing te laten zien, kunnen gewone zeepbellen worden gebruikt. Giet de zeepoplossing in een bakje en doe er dan een draadframe van geschikte afmetingen in. Eenmaal verwijderd, kunnen iriserende overvloeiingen worden waargenomen.

Spectraal licht ontleden is ook gemakkelijk te doen met een smartphone zaklamp. In dit geval zijn een glazen prisma en een vel wit papier nodig. Het prisma moet in een donkere kamer op een tafel worden gelegd, met aan de ene kant een lichtstraal en aan de andere kant een stuk papier met gekleurde strepen erop. Kinderen houden van deze eenvoudige ervaring.

Hoe het oog kleuren kent

Het menselijk gezichtsvermogen is een zeer complex systeem dat in staat is delen van het elektromagnetisch spectrum te onderscheiden. Het menselijk oog herkent golflengtes tussen 390 en 700 nm. Elektromagnetische straling in het zichtbare bereik wordt zichtbaar licht of gewoon licht genoemd.

De afbeelding laat zien hoe weinig van het elektromagnetisch spectrum door het menselijk oog kan worden waargenomen.

Kleuren worden gedifferentieerd door staafcellen en bolcellen in het netvlies. Het eerste type is zeer gevoelig, maar kan alleen de intensiteit van het licht onderscheiden. De tweede onderscheidt kleuren goed, maar presteert het best bij helder licht.

Er zijn drie soorten kegelcellen, naargelang zij gevoeliger zijn voor korte, middellange of lange golflengtes. Door de combinatie van signalen van alle soorten kegeltjescellen is het oog in staat het beschikbare kleurengamma te onderscheiden.

Elk celtype in het oog kan niet één enkele kleur waarnemen, maar verschillende tinten in een breed spectrum van golflengten. Daarom is het gezichtsvermogen in staat de kleinste details te onderscheiden en de diversiteit van de wereld om ons heen te zien.

De dispersie van licht toonde ooit aan dat wit een combinatie van het spectrum is. Maar dit kan alleen worden gezien nadat het door bepaalde oppervlakken en materialen wordt weerkaatst.

Videoles: De dispersie van licht