ŠVIESOS SKLDYMAS
Šviesą praleidžiančios medžiagos dalelės elgiasi kaip mažytės antenos. Šios „antenos“ priima šviesos elektromagnetines bangas ir perduoda jas naujomis kryptimis. Šis procesas vadinamas Reilio sklaida anglų fiziko lordo Reili (John William Strutt, 1842-1919) vardu.
Patirtis 1
Padėkite balto popieriaus lapą ant stalo su žibintuvėliu, kad šviesos šaltinis būtų ilgosios popieriaus lapo pusės viduryje.
Į dvi bespalves, skaidraus plastiko stiklines pripildykite vandens. Žymekliu akinius pažymėkite raidėmis A ir B.
Į stiklinę B įlašinkite lašelį pieno ir išmaišykite
Sulenkite 15x30 cm dydžio balto kartono lakštą kartu su trumpais galais ir sulenkite per pusę namelio pavidalu. Jis bus jūsų ekranas. Įdiekite ekraną priešais žibintuvėlį, su priešinga pusė popieriaus lapas.
Užtemdykite kambarį, įjunkite žibintuvėlį ir atkreipkite dėmesį į žibintuvėlio sukuriamo šviesos taško spalvą ekrane.
Padėkite stiklą A popieriaus lapo centre, priešais žibintuvėlį, ir atlikite šiuos veiksmus: atkreipkite dėmesį į ekrano šviesos dėmės spalvą, kuri susidarė pro žibintuvėlį prasiskverbus šviesai. vanduo; atidžiai pažiūrėkite į vandenį ir atkreipkite dėmesį, kaip pasikeitė vandens spalva.
Pakartokite veiksmus, pakeisdami stiklą A stiklu B.
Dėl to šviesos dėmės, kurią ekrane sudaro žibintuvėlio šviesos pluoštas, kurio kelyje nėra nieko, išskyrus orą, spalva gali būti balta arba šiek tiek gelsva. Kai šviesos spindulys praeina per skaidrų vandenį, dėmės spalva ekrane nekinta. Vandens spalva taip pat nesikeičia.
Bet perleidus spindulį per vandenį, į kurį įpilama pieno, šviesi dėmė ekrane pasirodo geltona ar net oranžinė, vanduo tampa melsvas.
Kodėl?
Šviesa, kaip ir apskritai elektromagnetinė spinduliuotė, turi ir banginių, ir dalelių savybių. Šviesos sklidimas yra panašus į bangą, o jos sąveika su medžiaga vyksta taip, tarsi šviesos spinduliuotė susideda iš atskirų dalelių. Šviesos dalelės – kvantai (kitaip fotonai), yra skirtingų dažnių energijos pluoštai.
Fotonai turi ir dalelių, ir bangų savybių. Kadangi fotonai patiria bangų svyravimus, atitinkamo dažnio šviesos bangos ilgis laikomas fotono dydžiu.
Žibintuvėlis yra baltos šviesos šaltinis. Tai matoma šviesa, susidedanti iš įvairių spalvų atspalvių, t.y. įvairaus bangos ilgio spinduliuotė – nuo raudonos, turinčios ilgiausią bangą, iki mėlynos ir violetinės, kurių bangos ilgiai trumpiausi matomame diapazone.Sumaišius skirtingų bangų ilgių šviesos virpesius, akis juos suvokia ir smegenys šį derinį interpretuoja kaip baltą, t.y. spalvos trūkumas. Šviesa praeina per gryną vandenį neįgydama jokios spalvos.
Tačiau kai šviesa praeina pro pienu nuspalvintą vandenį, pastebime, kad vanduo pasidarė melsvas, o šviesi dėmė ekrane yra geltonai oranžinė. Tai atsitiko dėl dalies šviesos bangų išsibarstymo (nukrypimo). Sklaida gali būti elastinga (atspindėjimas), kai fotonai susiduria su dalelėmis ir atsimuša nuo jų, kaip ir du biliardo kamuoliukai atsimuša vienas į kitą. Fotonas labiausiai išsibarsto susidūręs su maždaug tokio pat dydžio dalele kaip jis pats.
Mažos pieno dalelės vandenyje geriausiai išsklaido trumpos bangos spinduliuotę – mėlyną ir violetinę. Taigi, kai balta šviesa praeina per pienu nuspalvintą vandenį, šviesiai mėlynos spalvos įspūdis susidaro dėl trumpų bangų ilgių sklaidos. Išsklaidius ant trumpo bangos ilgio pieno dalelių iš šviesos pluošto, daugiausia išlieka geltonos ir oranžinės spalvos bangos. Jie toliau rodomi ekrane.
Jei dalelių dydis yra didesnis už didžiausią matomos šviesos bangos ilgį, išsklaidyta šviesa susideda iš visų bangų ilgių; ši šviesa bus balta.
Patirtis 2
Kaip sklaida priklauso nuo dalelių koncentracijos?
Pakartokite eksperimentą naudodami skirtingos koncentracijos pieną vandenyje, nuo 0 iki 10 lašų. Stebėkite vandens spalvų atspalvių ir vandens skleidžiamos šviesos pokyčius.
Patirtis 3
Ar šviesos sklaida terpėje priklauso nuo šviesos greičio toje terpėje?
Šviesos greitis priklauso nuo medžiagos, kurioje šviesa sklinda, tankio. Kuo didesnis terpės tankis, tuo lėčiau ja sklinda šviesa.
Atminkite, kad šviesos sklaidą įvairiose medžiagose galima palyginti stebint šių medžiagų ryškumą. Žinodami, kad šviesos greitis ore yra 3 x 108 m/s, o šviesos greitis vandenyje 2,23 x 108 m/s, galime palyginti, pavyzdžiui, šlapio upės smėlio ryškumą su sauso smėlio ryškumu. . Šiuo atveju reikia turėti omenyje, kad ant sauso smėlio krintanti šviesa praeina per orą, o ant šlapio – per vandenį.
Supilkite smėlį į vienkartinę popierinę lėkštę. Supilkite šiek tiek vandens nuo lėkštės krašto. Pastebėję skirtingų plokštelėje esančių smėlio dalių šviesumą, padarykite išvadą, kuriame smėlyje sklaida yra didesnė: sausame (kuriame smėlio grūdeliai yra apsupti oro) ar šlapiame (smėlio grūdeliai yra apsupti vandens) . Taip pat galite išbandyti kitus skysčius, pavyzdžiui, augalinį aliejų.
Vaikinai, mes įdėjome savo sielą į svetainę. Ačiū už tai
už šio grožio atradimą. Ačiū už įkvėpimą ir žąsų odą.
Prisijunkite prie mūsų adresu Facebook Ir Susisiekus su
Yra labai paprastų išgyvenimų, kuriuos vaikai prisimena visą gyvenimą. Vaikinai gali iki galo nesuprasti, kodėl visa tai vyksta, bet kada laikas praeis ir jie atsidurs fizikos ar chemijos pamokoje, labai aiškus pavyzdys tikrai iššoks jų atmintyje.
Interneto svetainė surinko 7 įdomius eksperimentus, kuriuos vaikai prisimins. Viskas, ko reikia šiems eksperimentams, yra po ranka.
ugniai atsparus rutulys
Tai užims: 2 rutuliai, žvakė, degtukai, vanduo.
Patirtis: Pripūskite balioną ir laikykite jį virš uždegtos žvakės, kad parodytumėte vaikams, kad balionas sprogs nuo ugnies. Tada į antrą rutulį supilkite paprastą vandenį iš čiaupo, suriškite ir vėl pridėkite prie žvakės. Pasirodo, su vandeniu kamuoliukas lengvai atlaiko žvakės liepsną.
Paaiškinimas: Balione esantis vanduo sugeria žvakės generuojamą šilumą. Todėl pats rutulys nesudegs ir todėl nesprogs.
Pieštukai
Jums reikės: plastikinis maišelis, pieštukai, vanduo.
Patirtis: Supilkite vandenį iki pusės į plastikinį maišelį. Maišelį perveriame pieštuku toje vietoje, kur jis pripildytas vandens.
Paaiškinimas: Jei pradursite plastikinį maišelį ir įpilsite į jį vandens, jis ištekės pro skylutes. Bet jei iš pradžių maišelį iki pusės pripildysite vandens, o tada pradursite aštriu daiktu, kad daiktas liktų įstrigęs maišelyje, tada pro šias skylutes vanduo beveik neištekės. Taip yra dėl to, kad lūžus polietilenui jo molekulės traukiasi arčiau viena kitos. Mūsų atveju polietilenas traukiamas aplink pieštukus.
Nešokantis kamuolys
Jums reikės: balionas, medinis iešmas ir šiek tiek indų ploviklio.
Patirtis: Sutepkite gaminiu viršų ir apačią ir pradurkite rutulį, pradedant nuo apačios.
Paaiškinimas:Šio triuko paslaptis paprasta. Norint išsaugoti kamuolį, reikia jį pradurti mažiausiai įtemptose vietose, kurios yra kamuoliuko apačioje ir viršuje.
Žiediniai kopūstai
Tai užims: 4 puodeliai vandens, maistinių dažų, kopūstų lapų arba baltų gėlių.
Patirtis: Įpilkite į kiekvieną stiklinę maistiniai dažai bet kokios spalvos ir dėkite į vandenį po vieną lapą ar gėlę. Palikite juos per naktį. Ryte pamatysite, kad jie pasidarė skirtingomis spalvomis.
Paaiškinimas: Augalai sugeria vandenį ir taip maitina savo žiedus ir lapus. Taip yra dėl kapiliarinio efekto, kai vanduo pats yra linkęs užpildyti plonus vamzdelius augalų viduje. Taip maitinasi gėlės, žolė ir dideli medžiai. Siurbdami tamsintą vandenį, jie keičia savo spalvą.
plaukiojantis kiaušinis
Tai užims: 2 kiaušiniai, 2 stiklinės vandens, druska.
Patirtis: Švelniai įmuškite kiaušinį į stiklinę paprasto švaraus vandens. Kaip ir tikėtasi, jis nusės į dugną (jei ne, kiaušinis gali būti supuvęs ir jo negalima grąžinti į šaldytuvą). Į antrą stiklinę supilkite šiltą vandenį ir įmaišykite 4-5 šaukštus druskos. Dėl eksperimento grynumo galite palaukti, kol vanduo atvės. Tada įmerkite antrą kiaušinį į vandenį. Jis plūduriuos šalia paviršiaus.
Paaiškinimas: Viskas priklauso nuo tankio. Vidutinis kiaušinio tankis yra daug didesnis nei paprasto vandens, todėl kiaušinis grimzta žemyn. Ir druskos tirpalo tankis yra didesnis, todėl kiaušinis pakyla.
krištoliniai ledinukai
sulaužytas pieštukas
Eksperimentas su rodykle
Tai nustebins ne tik vaikus, bet ir suaugusius!
Su vaikais vis tiek galite atlikti keletą Piaget eksperimentų. Pavyzdžiui, paimkite tiek pat vandens ir supilkite į skirtingas stiklines (pavyzdžiui, plačias ir žemas, o antras – siauras ir aukštas.) Ir tada paklauskite, kurioje daugiau vandens?
Taip pat galite įdėti tiek pat monetų (arba mygtukų) į dvi eilutes (vieną po kita). Paklauskite, ar skaičius yra vienodas dviejose eilutėse. Tada, išimdami vieną monetą iš vienos eilės, išstumkite likusią dalį, kad ši eilutė būtų tokio pat ilgio kaip ir viršutinė. Ir vėl paklausk, ar dabar taip pat ir t.t. Išbandykite – atsakymai jus nustebins!
Ebbinghaus (Ebbinghaus) iliuzija arba Titcherio apskritimai- optinė suvokimo iliuzija santykiniai dydžiai. Žinomiausia šios iliuzijos versija yra ta, kad du vienodo dydžio apskritimai yra išdėstyti vienas šalia kito, aplink vieną iš jų yra dideli apskritimai, o kitą supa maži apskritimai; o pirmasis apskritimas atrodo mažesnis nei antrasis.
Du oranžiniai apskritimai yra lygiai tokio pat dydžio; tačiau kairysis apskritimas atrodo mažesnis
Muller-Lyer iliuzija
Iliuzija ta, kad segmentas, įrėmintas „taškais“, atrodo trumpesnis nei segmentas, įrėmintas „uodegos“ rodyklėmis. Pirmą kartą šią iliuziją aprašė vokiečių psichiatras Franzas Mülleris-Lyeris 1889 m.
Arba, pavyzdžiui, optinė apgaulė – iš pradžių matai juodą, paskui baltą
Daugiau optinių iliuzijų
Ir pabaigai žaislas-iliuzija – Taumatropas.
Greitai sukant mažą popieriaus lapą su dviem piešiniais iš skirtingų pusių, jie suvokiami kaip vienas. Tokį žaislą galite pasigaminti patys, ant gana storo popieriaus nupiešę arba priklijuodami atitinkamus paveikslėlius (kelis įprastus taumatropus – gėles ir vazą, paukštį ir narvelį, vabaliuką ir stiklainį), o šonuose pritvirtindami virveles susukti. Arba dar paprasčiau – pritvirtinkite prie pagaliuko, kaip ledinuką, ir greitai pasukite tarp delnų.
Ir dar pora nuotraukų. Ką ant jų matai?
Beje, mūsų parduotuvėje galite įsigyti jau paruoštų rinkinių eksperimentams optinių iliuzijų srityje!
Didaktinė medžiaga
Šviesos sklaida
Kaip žinome, viena iš šilumos perdavimo rūšių yra spinduliuotė. Spinduliavimo metu energijos perdavimas iš vieno kūno į kitą gali būti atliekamas net vakuume. Yra keletas spinduliuotės tipų, vienas iš jų yra matoma šviesa.
Apšviesti kūnai palaipsniui įkaista. Tai reiškia, kad šviesa iš tikrųjų yra spinduliuotė.
Šviesos reiškinius tiria fizikos šaka, vadinama optika. Žodis „optika“ graikų kalboje reiškia „matoma“, nes šviesa yra matoma spinduliuotės forma.
Šviesos reiškinių tyrimas žmogui yra nepaprastai svarbus. Juk daugiau nei devyniasdešimt procentų informacijos gauname per regėjimą, tai yra gebėjimą suvokti šviesos pojūčius.
Šviesą skleidžiantys kūnai vadinami šviesos šaltiniais – natūraliais arba dirbtiniais.
Natūralių šviesos šaltinių pavyzdžiai yra Saulė ir kitos žvaigždės, žaibas, šviečiantys vabzdžiai ir augalai. Dirbtiniai šviesos šaltiniai yra žvakė, lempa, degiklis ir daugelis kitų.
Bet kuriame šviesos šaltinyje spinduliuotė sunaudoja energiją.
Saulė skleidžia šviesą dėl jos gelmėse vykstančių branduolinių reakcijų energijos.
Žibalinė lempa žibalui degant išsiskiriančią energiją paverčia šviesa.
šviesos atspindys
Žmogus mato šviesos šaltinį, kai to šaltinio spindulys patenka į akį. Jei kūnas nėra šaltinis, tai akis gali suvokti spindulius iš kokio nors šaltinio, atsispindinčius šio kūno, tai yra krentančius ant šio kūno paviršiaus ir keičiančius tolesnio sklidimo kryptį. Kūnas, atspindintis spindulius, tampa atspindėtos šviesos šaltiniu.
Ant kūno paviršiaus nukritę spinduliai keičia tolesnio sklidimo kryptį. Atsispindėjusi šviesa grįžta į tą pačią terpę, iš kurios nukrito ant kūno paviršiaus. Kūnas, atspindintis spindulius, tampa atspindėtos šviesos šaltiniu.
Išgirdę šį žodį „atspindys“, pirmiausiai primename veidrodį. Kasdieniame gyvenime dažniausiai naudojami plokšti veidrodžiai. Naudojant plokščią veidrodį, galima atlikti paprastą eksperimentą, siekiant nustatyti dėsnį, pagal kurį šviesa atsispindi. Šviestuvą pastatykime ant popieriaus lapo, gulinčio ant stalo, taip, kad stalo plokštumoje gulėtų plonas šviesos spindulys. Tokiu atveju šviesos spindulys nuslys per popieriaus lapo paviršių, ir mes galėsime jį matyti.
Pastatykime plokščią veidrodį vertikaliai plono šviesos pluošto kelyje. Nuo jo atsimuš šviesos spindulys. Galima patikrinti, ar atsispindėjęs spindulys, kaip ir ant veidrodžio, slysta per popierių stalo plokštumoje. Pažymėkite pieštuku ant popieriaus lapo tarpusavio susitarimas tiek šviesos spinduliai, tiek veidrodis. Rezultate gauname eksperimento schemą Kampas tarp krintančio pluošto ir statmens, atkurto į atspindintį paviršių kritimo taške, dažniausiai vadinamas kritimo kampu optikoje. Kampas tarp to paties statmens ir atspindėto pluošto yra atspindžio kampas. Patirties rezultatai yra tokie:
- Kritantis spindulys, atsispindėjęs spindulys ir statmenas atspindinčiam paviršiui, atkurtas kritimo taške, yra toje pačioje plokštumoje.
- Kritimo kampas lygus atspindžio kampui. Šios dvi išvados atspindi atspindžio dėsnį.
Žiūrėdami į plokščią veidrodį matome priešais jį esančių objektų vaizdus. Šie vaizdai tiksliai pakartoja objektų išvaizdą. Atrodo, kad šie dvyniai yra už veidrodžio paviršiaus.
Apsvarstykite taškinio šaltinio vaizdą plokščiame veidrodyje. Norėdami tai padaryti, mes savavališkai ištraukiame keletą spindulių iš šaltinio, sukonstruojame juos atitinkančius atspindėtus spindulius ir tada užbaigiame atspindėtų spindulių tęsinį už veidrodžio plokštumos. Visi spindulių tęsiniai susikirs už veidrodžio plokštumos viename taške: šis taškas yra šaltinio vaizdas.
Kadangi vaizde susilieja ne patys spinduliai, o tik jų tęsiniai, iš tikrųjų šiuo metu vaizdo nėra: mums tik atrodo, kad spinduliai ateina iš šio taško. Toks vaizdas vadinamas įsivaizduojamu.
Šviesos refrakcija
Kai šviesa pasiekia dviejų terpių sąsają, dalis jos atsispindi, o kita dalis praeina per ribą, tuo pačiu lūžta, tai yra, keičiasi tolesnio sklidimo kryptis.
Panardinta į vandenį moneta mums atrodo didesnė nei tada, kai ji tiesiog guli ant stalo. Pieštukas ar šaukštas, įdėtas į stiklinę vandens, mums atrodo sulūžęs: vandenyje esanti dalis atrodo pakilusi ir šiek tiek padidinta. Šie ir daugelis kitų optinių reiškinių paaiškinami šviesos lūžimu.
Šviesos lūžis atsiranda dėl to, kad skirtingos aplinkosšviesa sklinda skirtingu greičiu.
Šviesos sklidimo greitis tam tikroje terpėje apibūdina tam tikros terpės optinį tankį: kuo didesnis šviesos greitis tam tikroje terpėje, tuo mažesnis jos optinis tankis.
Kaip pasikeis lūžio kampas, kai šviesa pereis iš oro į vandenį ir kai iš vandens į orą? Eksperimentai rodo, kad pereinant iš oro į vandenį lūžio kampas yra mažesnis nei kritimo kampas. Ir atvirkščiai: pereinant iš vandens į orą, lūžio kampas yra didesnis nei kritimo kampas.
Iš eksperimentų su šviesos lūžimu tapo akivaizdūs du faktai: 1. Krintantis spindulys, lūžęs spindulys ir statmenas sąsajai tarp dviejų terpių, atkurtos kritimo taške, yra toje pačioje plokštumoje.
- Pereinant iš optiškai tankesnės terpės į optiškai mažiau tankią, lūžio kampas yra didesnis už kritimo kampą.Pereinant iš optiškai mažiau tankios terpės į optiškai tankesnę, lūžio kampas yra mažesnis už kritimo kampą.
Įdomų reiškinį galima pastebėti, jei kritimo kampas palaipsniui didinamas šviesai pereinant į optiškai mažiau tankią terpę. Yra žinoma, kad lūžio kampas šiuo atveju yra didesnis nei kritimo kampas, o didėjant kritimo kampui, lūžio kampas taip pat padidės. Esant tam tikrai kritimo kampo vertei, lūžio kampas taps lygus 90o.
Palaipsniui didinsime kritimo kampą, kai šviesa pereis į optiškai mažiau tankią terpę. Didėjant kritimo kampui, padidės ir lūžio kampas. Kai lūžio kampas tampa devyniasdešimt laipsnių, lūžęs spindulys nepereina į antrąją terpę iš pirmosios, o slysta sąsajos tarp šių dviejų terpių plokštumoje.
Šis reiškinys vadinamas visišku vidiniu atspindžiu, o kritimo kampas, kuriuo jis atsiranda, yra ribinis viso vidinio atspindžio kampas.
Visiško vidinio atspindžio reiškinys plačiai naudojamas technikoje. Šis reiškinys pagrįstas lanksčių optinių skaidulų, per kurias praeina šviesos spinduliai, pakartotinai atsispindintys nuo sienų, naudojimu.
Šviesa nepraeina pro pluoštą dėl visiško vidinio atspindžio. Paprastesnis optinis įrenginys, kuris naudoja visišką vidinį atspindį, yra apverčiama prizmė: jis apverčia vaizdą keisdamas į jį patenkančius spindulius.
Vaizdas objektyvuose
Lęšis, kurio storis yra mažas, palyginti su šio lęšio paviršių sudarančių sferų spinduliais, vadinamas plonu. Toliau mes apsvarstysime tik plonus lęšius. Optinėse diagramose ploni lęšiai vaizduojami kaip segmentai su rodyklėmis galuose. Atsižvelgiant į rodyklių kryptį, diagramose išskiriami susiliejantys ir besiskiriantys lęšiai.
Panagrinėkime, kaip pro lęšius praeina lygiagretus pagrindinei optinei ašiai spindulių pluoštas. Praeinant
susiliejantį lęšį, spinduliai surenkami viename taške. Praėję pro besiskiriantį lęšį, spinduliai išsiskiria įvairiomis kryptimis taip, kad visi jų tęsiniai susilieja viename taške, gulinčiame prieš objektyvą.
Taškas, kuriame po lūžio susiliejančiame lęšyje surenkami pagrindinei optinei ašiai lygiagreti spinduliai, vadinamas pagrindiniu lęšio-F židiniu.
Skirtingame lęšyje spinduliai, lygiagretūs pagrindinei optinei ašiai, yra išsklaidomi. Taškas, kuriame surenkami lūžusių spindulių tęsiniai, yra prieš lęšį ir vadinamas pagrindiniu besiskiriančio lęšio židiniu.
Skirstomojo lęšio židinys gaunamas ne pačių spindulių, o jų tęsinių susikirtimo vietoje, todėl jis yra įsivaizduojamas, priešingai nei konverguojantis objektyvas, turintis realų židinį.
Objektyvas turi du pagrindinius židinius. Abu jie yra vienodais atstumais nuo objektyvo optinio centro pagrindinėje optinėje ašyje.
Atstumas nuo objektyvo optinio centro iki židinio vadinamas objektyvo židinio nuotoliu. Kuo labiau lęšis keičia spindulių kryptį, tuo mažesnis jo židinio nuotolis. Todėl objektyvo optinė galia yra atvirkščiai proporcinga jo židinio nuotoliui.
Optinė galia, kaip taisyklė, žymima raide „DE“ ir matuojama dioptrijomis. Pavyzdžiui, išrašant receptą akiniams, jie nurodo, kiek dioptrijų turi būti dešiniojo ir kairiojo lęšių optinė galia.
dioptrija (dptr) – objektyvo, kurio židinio nuotolis yra 1 m, optinė galia. Kadangi konverguojantys lęšiai turi realius židinius, o besiskiriantys – įsivaizduojamus, sutarėme, kad konverguojančių lęšių optinė galia yra teigiama reikšmė, o besiskiriančių lęšių optinė galia – neigiama.
Kas nustatė šviesos atspindžio dėsnį?
XVI amžiuje optika buvo itin modernus mokslas. Iš stiklinio rutulio pripildyto vandens, kuris buvo naudojamas kaip fokusavimo objektyvas, iškilo padidinamasis stiklas, o iš jo mikroskopas ir teleskopas. Didžiausiai tų laikų jūrų valstybei Nyderlandams reikėjo gerų teleskopų, kad galėtų anksčiau laiko pamatyti pavojingą pakrantę arba laiku pabėgti nuo priešo. Optika užtikrino navigacijos sėkmę ir patikimumą. Todėl daug mokslininkų tuo užsiėmė būtent Nyderlanduose. Olandas Willebrordas Snel van Rooyen, pasivadinęs Snelliu (1580 - 1626), stebėjo (ką, beje, daugelis anksčiau matė), kaip veidrodyje atsispindi plonas šviesos spindulys. Jis tiesiog išmatavo spindulio kritimo kampą ir atspindžio kampą (ko iki jo niekas nebuvo daręs) ir nustatė dėsnį: kritimo kampas lygus atspindžio kampui.
Šaltinis. Veidrodinis pasaulis. Gilde V. - M.: Mir, 1982. p. 24.
Kodėl deimantai taip vertinami?
Akivaizdu, kad žmogus ypač vertina viską, kas nepasiduoda ar yra sunkiai pakeičiama. Įskaitant tauriuosius metalus ir akmenis. Senovės graikai deimantą vadino „adomu“ – nenugalimu, o tai išreiškė ypatingą jų požiūrį į šį akmenį. Žinoma, neapdorotuose akmenyse (deimantai taip pat nebuvo pjaustomi) akivaizdžiausios savybės buvo kietumas ir blizgesys.
Deimantai turi aukštą lūžio rodiklį; 2,41 raudonai ir 2,47 violetinei (palyginimui pakanka pasakyti, kad vandens lūžio rodiklis yra 1,33, o stiklo, priklausomai nuo klasės, nuo 1,5 iki 1,75).
Balta šviesa susideda iš spektro spalvų. O kai jos spindulys lūžta, kiekvienas jį sudarantis spalvotas spindulys nukrypsta skirtingai, tarsi suskyla į vaivorykštės spalvas. Štai kodėl deimante yra „spalvų žaismas“.
Neabejotinai tuo žavėjosi ir senovės graikai. Akmuo yra ne tik išskirtinio blizgesio ir kietumo, bet ir vieno iš Platono „tobulų“ kietųjų medžiagų formos!
Patirtys
PATIRTIS optikoje Nr.1
Paaiškinkite medienos luito patamsėjimą jį sušlapinus.
Įranga: indas su vandeniu, medinis blokas.
Paaiškinkite nejudančio objekto šešėlio vibraciją, kai šviesa praeina oru virš degančios žvakės.Įranga: trikojis, rutulys ant sriegio, žvakė, ekranas, projektorius.
Priklijuokite spalvotus popieriaus gabalus ant ventiliatoriaus menčių ir stebėkite, kaip spalvos susijungia skirtingais sukimosi režimais. Paaiškinkite pastebėtą reiškinį.
PATIRTIS Nr. 2
Dėl šviesos trukdžių.
Paprastas vandens dažų tirpalo šviesos sugerties demonstravimas
Jo paruošimui reikalingas tik mokyklos šviestuvas, stiklinė vandens ir baltas ekranas. Dažai gali būti labai įvairūs, įskaitant fluorescencinius.
Mokiniai su dideliu susidomėjimu stebi baltos šviesos pluošto spalvos pasikeitimą, kai jis sklinda per dažus. Jiems netikėta iš tirpalo išnyrančio pluošto spalva. Kadangi šviesą fokusuoja iliuminatoriaus lęšis, dėmės spalvą ekrane lemia atstumas tarp skysčio stiklo ir ekrano.
Paprasti eksperimentai su lęšiais. (EKSPERIMENTAS Nr. 3)
Kas atsitiks su objektyvu gautu objekto vaizdu, jei dalis objektyvo sulaužoma, o vaizdas gaunamas naudojant likusią jo dalį?
Atsakyk . Vaizdas bus gautas toje pačioje vietoje, kur buvo gautas viso objektyvo pagalba, tačiau jo apšvietimas bus mažesnis, nes. mažesnė dalis iš objekto išeinančių spindulių pasieks jo vaizdą.
Ant saulės apšviesto stalo (arba galingos lempos) padėkite nedidelį blizgantį daiktą, pavyzdžiui, rutulį iš guolio arba kompiuterio varžtą, ir pažiūrėkite į jį pro mažytę skylutę folijos gabalėlyje. Puikiai matysis įvairiaspalviai žiedai, arba ovalai. Koks reiškinys bus stebimas? Atsakymas. Difrakcija.
Paprasti eksperimentai su spalvotais stiklais.(EKSPERIMENTAS Nr. 4)
Ant balto popieriaus lapo raudonu flomasteriu ar pieštuku užrašykite „puikiai“, o žaliu flomasteriu „gerai“. Paimkite du butelio stiklo fragmentus - žalią ir raudoną.
(Dėmesio! Būkite atsargūs, galite susižaloti ant skeveldrų kraštų!)
Pro kurį stiklą reikia žiūrėti, kad pamatytumėte „puikų“ įvertinimą?
Atsakyk . Būtina žiūrėti pro žalią stiklą. Tokiu atveju užrašas bus matomas juodai ant žalio popieriaus fono, nes raudonos užrašo „puikiai“ šviesos nepraleidžia žalias stiklas. Žiūrint pro raudoną stiklą, raudonas užrašas raudoname popieriaus fone nebus matomas.
5 EKSPERIMENTAS: dispersijos reiškinio stebėjimas
Žinoma, kad pro stiklinę prizmę praleidžiant siaurą baltos šviesos spindulį, už prizmės įrengtame ekrane galima stebėti vaivorykštės juostelę, kuri vadinama dispersiniu (arba prizminiu) spektru. Šis spektras taip pat stebimas, kai šviesos šaltinis, prizmė ir ekranas dedami į uždarą indą, iš kurio buvo pašalintas oras.
Naujausio eksperimento rezultatai rodo, kad yra stiklo absoliutaus lūžio rodiklio priklausomybė nuo šviesos bangų dažnio. Šis reiškinys pastebimas daugelyje medžiagų ir vadinamas šviesos dispersija. Yra įvairių eksperimentų, iliustruojančių šviesos sklaidos reiškinį. Paveikslėlyje parodyta viena iš jo įgyvendinimo variantų.
Šviesos sklaidos reiškinį atrado Niutonas ir jis laikomas vienu svarbiausių jo atradimų. 1731 metais pastatytame antkapiniame paminkle pavaizduotos jaunuolių, laikančių svarbiausių Niutono atradimų emblemas, figūros. Vieno iš jaunuolių rankose yra prizmė, o užraše ant paminklo yra tokie žodžiai: „Jis ištyrė šviesos spindulių skirtumą ir įvairias jame pasireiškiančias spalvų savybes, kurių niekas anksčiau neįtarė. “.
6 PATIRTIS: Ar veidrodis turi atmintį?
Kaip ant nupiešto stačiakampio uždėti plokščią veidrodį, kad gautumėte vaizdą: trikampis, keturkampis, penkiakampis.Įranga: plokščias veidrodis, popieriaus lapas su nupieštu kvadratu.
KLAUSIMAI
Permatomas organinis stiklas tampa nepermatomas, jei jo paviršius trinamas švitriniu popieriumi. Tas pats stiklas patrynus vėl tampa skaidrus....Kaip?
Objektyvo diafragmos skalėje pažymėti skaičiai, lygūs židinio nuotolio ir diafragmos skersmens santykiui: 2; 2,8; 4,5; 5; 5.8 ir tt Kaip pasikeis ekspozicijos laikas, jei diafragma bus perkelta į didesnę skalės dalį?
Atsakymas. Kuo didesnis skalėje nurodytas diafragmos skaičius, tuo mažesnis vaizdo apšvietimas ir ilgesnis užrakto greitis reikalingas fotografuojant.
Dažniausiai fotoaparato objektyvai susideda iš kelių objektyvų. Pro lęšį praeinanti šviesa iš dalies atsispindi nuo lęšių paviršių. Kokius defektus tai sukelia fotografuojant?Atsakymas
Fotografuojant sniego lygumose ir vandens paviršiuose saulėtomis dienomis, rekomenduojama naudoti saulės gaubtą, kuris yra viduje pajuodęs cilindrinis arba kūgio formos vamzdis, nešiojamas ant
objektyvas. Kokia yra gaubto paskirtis?Atsakymas
Kad šviesa neatsispindėtų objektyvo viduje, ant lęšio paviršiaus uždedama labai plona permatoma plėvelė, kurios dydis siekia dešimt tūkstančių milimetro. Tokie lęšiai vadinami apšviestais. Kokiu fizikiniu reiškiniu pagrįsta lęšio danga? Paaiškinkite, kodėl lęšiai neatspindi šviesos.Atsakymas.
Klausimas už forumas
Kodėl juodas aksomas atrodo daug tamsesnis už juodą šilką?
Kodėl balta šviesa, praeinant pro langą, nesuyra į komponentus?Atsakymas.
Blitz
1. Kaip vadinami akiniai be smilkinių? (pince-nez)
2. Ką duoda erelis medžioklės metu? (Šešėlis.)
3. Kodėl menininkas Kuinzhi garsus? (Gebėjimas pavaizduoti oro ir mėnulio šviesos skaidrumą)
4. Kaip vadinamos lempos, kurios apšviečia sceną? (sofitai)
5. Ar brangakmenis mėlynas ar žalsvas?(Turkis)
6. Nurodykite, kurioje vietoje žuvis yra vandenyje, jei žvejys ją mato taške A.
Blitz
1. Ko negalima paslėpti krūtinėje? (Šviesos spindulys)
2. Kokios spalvos yra balta šviesa? (Balta šviesa susideda iš kelių spalvų spindulių: raudonos, oranžinės, geltonos, žalios, mėlynos, indigo, violetinės)
3. Kas daugiau: debesis ar šešėlis nuo jo? (Debesis meta į žemės link siaurėjantį pilno šešėlio kūgį, kurio aukštis yra didelis dėl reikšmingo debesies dydžio. Todėl debesies šešėlis dydžiu mažai skiriasi nuo paties debesies)
4. Tu seki ją, ji seka tave, tu seki ją, ji seka tave. Kas tai yra? (Šešėlis)
5. Kraštelis matosi, bet nepasieksi. Kas tai? (horizontas)
Optines iliuzijos.
Ar nemanote, kad juodos ir baltos juostelės juda priešingomis kryptimis? Jei pakreipiate galvą - tada į dešinę, tada į kairę - sukimosi kryptis taip pat keičiasi.
Į viršų veda nesibaigiantys laiptai.
saulė ir akis
nebūk kaip akių saulė,
Jis nematė saulės... W. Goethe
Akies ir saulės sugretinimas yra toks pat senas kaip ir pati žmonių giminė. Tokio palyginimo šaltinis nėra mokslas. Ir mūsų laikais, šalia mokslo, kartu su reiškinių paveikslu, kurį atskleidžia ir paaiškina naujasis gamtos mokslas, vaiko idėjų pasaulis ir primityvus žmogus ir tyčia ar netyčia mėgdžiojantis poetų pasaulis. Kartais verta pažvelgti į šį pasaulį kaip į vieną iš galimų mokslinių hipotezių šaltinių. Jis nuostabus ir nuostabus; šiame pasaulyje drąsiai metami tiltai-ryšiai tarp gamtos reiškinių, apie kuriuos mokslas kartais dar neįtaria. Kai kuriais atvejais šie ryšiai yra atspėti teisingai, kartais jie yra iš esmės klaidingi ir tiesiog juokingi, tačiau jie visada nusipelno dėmesio, nes šios klaidos dažnai padeda suprasti tiesą. Todėl pamokoma į akies ir Saulės ryšio klausimą pirmiausia žiūrėti iš vaikiškų, primityvių ir poetinių idėjų požiūriu.
Žaisdamas „slėpynių“ vaikas labai dažnai nusprendžia pasislėpti pačiu netikėčiausiu būdu: užsimerkia arba užsidengia rankomis, būdamas tikras, kad dabar jo niekas nepamatys; jam regėjimas tapatinamas su šviesa.
Tačiau dar labiau stebina tas pats instinktyvus regėjimo ir šviesos supainiojimas suaugusiems. Fotografai, t. y. šiek tiek patyrę praktinėje optikoje, dažnai užmerkia akis, kai kraunant ar ryškinant plokštes reikia pasirūpinti, kad šviesa neprasiskverbtų į tamsią patalpą.
Jei atidžiai įsiklausysite į tai, kaip mes kalbame, į savo žodžius, tada ir čia iškart aptinkami tos pačios fantastiškos optikos pėdsakai.
To nepastebėdami žmonės sako: „akys spindėjo“, „išėjo saulė“, „žvaigždės žiūri“.
Poetams vaizdinių vaizdų perkėlimas į šviesulį ir, atvirkščiai, šviesos šaltinių savybių priskyrimas akims yra labiausiai paplitusi, galima sakyti, privaloma technika:
Nakties žvaigždės
Kaip kaltinančios akys
Jie žiūri į jį pašaipiai.
Jo akys spindi.
A.S. Puškinas.
Su tavimi žiūrėjome į žvaigždes
Jie yra ant mūsų. Fet.
Kaip tave mato žuvys?
Dėl šviesos lūžio žvejys žuvį mato ne ten, kur ji yra iš tikrųjų.
Liaudies ženklai
Įvadas
1. Literatūros apžvalga
1.1. Geometrinės optikos raidos istorija
1.2. Pagrindinės geometrinės optikos sąvokos ir dėsniai
1.3. Prizminiai elementai ir optinės medžiagos
2. Eksperimentinė dalis
2.1 Medžiagos ir eksperimentinė technika
2.2. Eksperimentiniai rezultatai
2.2.1. Demonstraciniai eksperimentai naudojant stiklinę prizmę, kurios lūžio kampas 90º
2.2.2. Demonstraciniai eksperimentai naudojant stiklinę prizmę, užpildytą vandeniu, kurios lūžio kampas yra 90º
2.2.3. Demonstraciniai eksperimentai naudojant tuščiavidurę stiklo prizmę, užpildytą oru, kurios lūžio kampas 74º
2.3. Eksperimentinių rezultatų aptarimas
Naudotos literatūros sąrašas
Įvadas
Lemiamas eksperimento vaidmuo studijuojant fiziką mokykloje atitinka pagrindinį gamtos mokslų principą, pagal kurį eksperimentas yra reiškinių pažinimo pagrindas. Prie kūrimo prisideda demonstraciniai eksperimentai fizinės sąvokos. Tarp demonstracinių eksperimentų vieną svarbiausių vietų užima geometrinės optikos eksperimentai, leidžiantys vizualiai parodyti fizikinę šviesos prigimtį ir pademonstruoti pagrindinius šviesos sklidimo dėsnius.
Šiame darbe geometrinės optikos eksperimentų, naudojant prizmę, nustatymo problema vidurinė mokykla. Demonstratyviausi ir įdomiausi optikos eksperimentai buvo atrinkti naudojant įrangą, kurią gali įsigyti bet kuri mokykla arba atlikti savarankiškai.
Literatūros apžvalga
1.1 Geometrinės optikos raidos istorija.
Optika reiškia tokius mokslus, kurių pradinės idėjos kilo senovėje. Per savo šimtmečių istoriją jis nuolat tobulėjo ir šiuo metu yra vienas iš pagrindinių fizinių mokslų, praturtintas naujų reiškinių ir dėsnių atradimų.
Svarbiausia optikos problema yra šviesos prigimties klausimas. Pirmosios idėjos apie šviesos prigimtį kilo senovėje. Senovės mąstytojai, remdamiesi regėjimo pojūčiais, bandė suprasti šviesos reiškinių esmę. Senovės induistai manė, kad akis turi „ugningą prigimtį“. Graikų filosofas ir matematikas Pitagoras (582–500 m. pr. Kr.) ir jo mokykla tikėjo, kad regos pojūčiai atsiranda dėl to, kad „karšti garai“ iš akių patenka į daiktus. Tolimesnėje raidoje šie požiūriai įgavo aiškesnę formą vizualinių spindulių teorijos pavidalu, kurią sukūrė Euklidas (300 m. pr. Kr.). Pagal šią teoriją regėjimas atsiranda dėl to, kad iš akių sklinda „vizualiniai spinduliai“, kurie savo galais jaučia kūną ir sukuria regėjimo pojūčius. Euklidas yra tiesiosios šviesos sklidimo doktrinos įkūrėjas. Taikydamas matematiką šviesos tyrimui, jis nustatė šviesos atspindžio nuo veidrodžių dėsnius. Pažymėtina, kad kuriant geometrinę šviesos atspindžio nuo veidrodžių teoriją, šviesos kilmės pobūdis neturi reikšmės, o svarbi tik jos tiesinio sklidimo savybė. Euklido rasti dėsningumai buvo išsaugoti šiuolaikinėje geometrinėje optikoje. Euklidas taip pat buvo susipažinęs su šviesos lūžimu. Vėliau panašias pažiūras sukūrė Ptolemėjas (70–147 m. po Kr.). Jie daug dėmesio skyrė šviesos lūžio reiškinių tyrinėjimui; visų pirma Ptolemėjus atliko daug kritimo ir lūžio kampų matavimų, tačiau jam nepavyko nustatyti lūžio dėsnio. Ptolemėjas pastebėjo, kad žvaigždžių padėtis danguje keičiasi dėl šviesos lūžio atmosferoje.
Be Euklido, įgaubtų veidrodžių poveikį žinojo ir kiti antikos mokslininkai. Archimedas (287–212 m. pr. Kr.) priskiriamas priešo laivyno sudeginimui įgaubtų veidrodžių sistema, kuria jis rinko saulės spindulius ir siuntė juos į romėnų laivus. Tam tikrą žingsnį į priekį žengė Empedoklis (492–432 m. pr. Kr.), tikėjęs, kad iš šviečiančių kūnų srautai nukreipiami į akis, o iš akių – link kūnų. Kai šie nutekėjimai susitinka, atsiranda regėjimo pojūčiai. Garsus graikų filosofas, atomizmo įkūrėjas Demokritas (460–370 m. pr. Kr., e.) visiškai atmeta vizualinių spindulių idėją. Demokrito nuomone, regėjimas atsiranda dėl mažų atomų, sklindančių iš objektų, kritimo ant akies paviršiaus. Panašių pažiūrų vėliau laikėsi ir Epikūras (341-270 m. pr. Kr.). Žymus graikų filosofas Aristotelis (384–322 m. pr. Kr.), manęs, kad regėjimo pojūčių priežastis slypi už žmogaus akies ribų, taip pat buvo ryžtingas „regimo spindulių teorijos“ priešininkas. Aristotelis bandė paaiškinti spalvas kaip šviesos ir tamsos mišinio rezultatą.
Pažymėtina, kad senovės mąstytojų pažiūros daugiausia rėmėsi paprasčiausiais gamtos reiškinių stebėjimais. Senovės fizika neturėjo reikiamo pagrindo eksperimentiniams tyrimams. Todėl senolių mokymas apie šviesos prigimtį yra spekuliatyvus. Nepaisant to, nors šie požiūriai dažniausiai yra tik puikūs spėjimai, jie tikrai turėjo didelę įtaką tolesnei optikos raidai.
Arabų fizikas Alhazenas (1038 m.) savo tyrimuose iškėlė daugybę optikos problemų. Jis užsiėmė akies, šviesos lūžio, šviesos atspindžio įgaubtuose veidrodžiuose tyrimu. Tirdamas šviesos lūžį, Algazėjus, priešingai nei Ptolemėjas, įrodė, kad kritimo ir lūžio kampai nėra proporcingi, o tai buvo postūmis tolesniems tyrimams, siekiant rasti lūžio dėsnį. Alhazenas žino sferinių stiklo segmentų didinamąją galią. Šviesos prigimties klausimu Alhazenas laikosi teisingų pozicijų, atmesdamas vizualinių spindulių teoriją. Alhazenas remiasi mintimi, kad iš kiekvieno šviečiančio objekto taško sklinda spinduliai, kurie, pasiekę akį, sukelia regėjimo pojūčius. Alhazenas tikėjo, kad šviesos sklidimo greitis yra ribotas, o tai pats savaime yra svarbus žingsnis siekiant suprasti šviesos prigimtį. Alhazenas teisingai paaiškino, kad Saulė ir Mėnulis horizonte atrodo didesni nei zenite; jis tai paaiškino kaip pojūčių kliedesį.
Renesansas. Mokslo srityje pamažu laimi eksperimentinis gamtos tyrimo metodas. Per šį laikotarpį optikoje buvo padaryta daugybė puikių išradimų ir atradimų. Pranciškus Mavrolikas (1494-1575) priskiriamas gana tiksliai paaiškinęs akinių veikimą. Mavrolikas taip pat nustatė, kad įgaubti lęšiai ne renka, o išsklaido spindulius. Jis nustatė, kad lęšiukas yra svarbiausia akies dalis, ir padarė išvadą, kad toliaregystės ir trumparegystės priežastys, atsirandančios dėl nenormalaus Mavroliko lęšio šviesos lūžio, teisingai paaiškino Saulės vaizdų susidarymą. stebimas, kai saulės spinduliai prasiskverbia pro mažas skylutes. Toliau reikėtų pavadinti Italijos uostą (1538-1615), kuris 1589 metais išrado camera obscura – būsimos kameros prototipą. Po kelerių metų buvo išrasti pagrindiniai optiniai instrumentai – mikroskopas ir teleskopas.
Mikroskopo išradimas (1590 m.) siejamas su olandų optiko meistro Zachary Janseno vardu. Maždaug tuo pačiu metu (1608–1610) pradėjo gaminti olandų optikai Zachary Jansen, Jacob Metzius ir Hans Lippershey. Šių optinių instrumentų išradimas vėlesniais metais atvedė prie didelių astronomijos ir biologijos atradimų. Vokiečių fizikas ir astronomas N. Kepleris (1571-1630) turi esminius optinių prietaisų ir fiziologinės optikos teorijos darbus, kurių įkūrėju jį teisingai galima vadinti, Kepleris daug dirbo ties šviesos lūžio tyrimu.
Ferma principas, pavadintas jį suformulavusio prancūzų mokslininko Pjero Ferma (1601-1665) vardu, turėjo didelę reikšmę geometrinei optikai. Šis principas nustatė, kad šviesa tarp dviejų taškų sklinda tokiu keliu, kurio praėjimas trunka minimaliai. Iš to išplaukia, kad Fermatas, priešingai nei Dekartas, laikė, kad šviesos greitis yra baigtinis. Garsus italų fizikas Galilėjus (1564–1642) neatliko sistemingo šviesos reiškinių tyrimo darbo. Tačiau optikos srityje jam priklauso darbai, atnešę puikių rezultatų mokslui. Galilėjus patobulino teleskopą ir pirmą kartą pritaikė jį astronomijoje, kur padarė puikių atradimų, kurie padėjo pagrįsti naujausias Visatos sandaros nuomones, pagrįstas Koperniko heliocentrine sistema. „Galileo“ pavyko sukurti teleskopą, kurio rėmo padidinimas buvo 30 kartų, o tai daug kartų viršijo pirmųjų jo išradėjų teleskopų padidinimą. Jos pagalba Mėnulio paviršiuje atrado kalnus ir kraterius, netoli Jupiterio planetos atrado palydovus, Paukščių Tako žvaigždžių struktūrą ir t.t.. Galilėjus bandė išmatuoti šviesos greitį antžeminėmis sąlygomis, bet nepavyko. dėl šiuo tikslu turimų eksperimentinių priemonių silpnumo. Iš to išplaukia, kad „Galileo“ jau turėjo teisingų idėjų galutinis greitisšviesos sklaida. Galilėjus taip pat stebėjo saulės dėmes. Galilėjaus Saulės dėmių atradimo prioritetą ginčijosi jėzuitas mokslininkas Pateris Scheineris (1575–1650), tiksliai stebėjęs saulės dėmes ir saulės blyksnius, naudodamas teleskopą, išdėstytą pagal Keplerio schemą. Įspūdingas Scheinerio darbo bruožas yra tai, kad jis teleskopą pavertė projektoriumi, išplečiančiu okuliarą daugiau, nei buvo būtina norint aiškiai matyti akis, todėl buvo galima gauti Saulės vaizdą ekrane ir pademonstruoti jį įvairiais laipsniais. padidinimas keliems žmonėms vienu metu.
XVII amžius pasižymi tolimesne pažanga įvairiose mokslo, technikos ir gamybos srityse. Matematika labai vystosi. Įvairiose Europos šalyse kuriasi mokslininkus vienijančios mokslo draugijos ir akademijos. To dėka mokslas tampa platesnio rato nuosavybe, kuri prisideda prie tarptautinių mokslo ryšių užmezgimo. XVII amžiaus antroje pusėje pagaliau nugalėjo eksperimentinis gamtos reiškinių tyrimo metodas.
Didžiausi šio laikotarpio atradimai siejami su genialaus anglų fiziko ir matematiko Izaoko Niutono / (1643-1727) vardu. Svarbiausias Niutono eksperimentinis atradimas optikos srityje yra šviesos sklaida prizmėje (1666). Tyrinėdamas baltos šviesos pluošto praėjimą per trikampę prizmę, Niutonas nustatė, kad baltos šviesos spindulys skyla į begalinį spalvotų spindulių rinkinį, kuris sudaro ištisinį spektrą. Iš šių eksperimentų buvo padaryta išvada, kad balta šviesa yra sudėtinga spinduliuotė. Niutonas taip pat atliko atvirkštinį eksperimentą, lęšio pagalba rinkdamas spalvotus spindulius, susidariusius praleidus baltos šviesos spindulį per prizmę. Dėl to jis vėl gavo baltą šviesą. Galiausiai Niutonas eksperimentavo maišydamas spalvas, naudodamas besisukamą apskritimą, padalintą į kelis sektorius, nudažytus pagrindinėmis spektro spalvomis. Greitai sukant diską visos spalvos susijungdavo į vieną, sukurdamos baltos spalvos įspūdį.
Niutonas šių pagrindinių eksperimentų rezultatus grindė spalvų teorija, kuri anksčiau nebuvo sėkminga jokiems jo pirmtakams. Pagal spalvų teoriją, kūno spalvą lemia tie spektro spinduliai, kuriuos šis kūnas atspindi; organizmas sugeria kitus spindulius.
1.2 Pagrindinės geometrinės optikos sąvokos ir dėsniai. Optikos šaka, pagrįsta šviesos spindulių kaip tiesių linijų, kuriomis sklinda šviesos energija, idėja, vadinama geometrine optika. Toks pavadinimas jai suteiktas todėl, kad visi čia esantys šviesos sklidimo reiškiniai gali būti tiriami geometrinėmis spindulių kelio konstrukcijomis, atsižvelgiant į šviesos atspindžio ir lūžio dėsnį. Šis dėsnis yra geometrinės optikos pagrindas.
Tačiau ten, kur kalbame apie reiškinius, šviesos sąveiką su kliūtimis, kurių matmenys yra pakankamai maži, geometrinės optikos dėsniai yra nepakankami ir reikia naudoti banginės optikos dėsnius. Geometrinė optika leidžia analizuoti pagrindinius reiškinius, susijusius su šviesos pratekėjimu per lęšius ir kitas optines sistemas, taip pat su šviesos atspindžiu iš veidrodžių. Šviesos pluošto, kaip be galo plono, tiesia linija sklindančio šviesos pluošto, samprata natūraliai veda prie tiesinio šviesos sklidimo ir nepriklausomo šviesos pluoštų sklidimo dėsnių. Būtent šie dėsniai kartu su šviesos lūžio ir atspindžio dėsniais yra pagrindiniai geometrinės optikos dėsniai, kurie ne tik paaiškina daugelį fizikinių reiškinių, bet ir leidžia atlikti skaičiavimus bei projektuoti optinius įrenginius. Visi šie dėsniai iš pradžių buvo nustatyti kaip empiriniai, tai yra pagrįsti eksperimentais, stebėjimais.