La dispersió és un arc de Sant Martí?

A la vida, ens enfrontem constantment a la variància, però no sempre ho notem, o fins i tot de vegades no sabem què és. Ara intentarem considerar amb més detall quina és la dispersió. El primer exemple viu d'això és l'arc de Sant Martí habitual. Gairebé ningú mai admira aquest bonic fenomen. Segons una antiga llegenda, als peus de l'arc de Sant Martí es pot trobar una olla plena d'or. Estem tan acostumats a veure l'arc de Sant Martí que ens sembla ordinari, i no entenem la seva naturalesa. De fet, cadascuna de les seves aparences s'acompanya de complexos processos físics, amb els quals intentarem entendre aquest article.

En el sentit més general, la dispersió és la refracció de la llum. Passant pel prisma, el raig de la llum es refracta i es desintegra en diferents colors. Això es pot verificar fàcilment a casa. Fem una petita experiència. En un dia assolellat, cal tancar la finestra amb una cortina densa i fer un petit forat, a través del qual un raig estret penetrarà a l'habitació. A la paret oposada d'aquest feix es formarà un punt brillant. Posem al prisma de la biga un prisma de vidre. Ara podem veure que la variància és la condició per a l'aparició de l'arc de Sant Martí, perquè la taca a la paret s'ha convertit en multicolor. En ella es poden veure tots els colors de l'arc de Sant Martí, de vermell a morat.

Així, la dispersió és un fenomen òptic causat per la dependència de l'índex de refracció d'una substància sobre la freqüència de la llum (longitud d'ona) o la dependència de la velocitat de fase de les ones de llum en la seva freqüència o longitud d'ona. La conseqüència de la dispersió és l'expansió del feix de llum a l'espectre a mesura que passa pel prisma de vidre. La dispersió de la llum es va descobrir el 1672 per Newton, que estudiava activament l'espectre.

Newton no va ser el primer a dur a terme experiments similars. Ja al començament de la nostra era, es coneixia la descomposició de la llum en un espectre a mesura que passava per grans cristalls individuals. Els primers investigadors de la refracció de la llum van ser el científic anglès T. Hariot i el científic natural txec J. Marci, però va ser Newton qui va començar a analitzar seriosament aquest procés.

Newton va realitzar tot un complex d'experiments i experiments amb prismes. Els resultats de la seva investigació es van descriure amb detall en "Conferències sobre Òptica", "Òptica" i "Teoria de la llum i els colors". Newton va demostrar que la llum blanca no és bàsica per a tots els altres, sinó que, per contra, no és homogènia. Diferents tipus de dispersió, és a dir, la descomposició de la llum blanca en les seves parts constitutives, apareixen quan el feix passa per diversos prismes i grups de prisma. La decadència de la llum es produeix perquè cada color té un cert grau de refracció. Cada color té propietats específiques pròpies. Les dispersions mostren clarament la seva diferència. Les investigacions realitzades pels científics són de gran interès per als físics moderns en termes no només dels resultats, sinó també de la metodologia. Començant la seva investigació, Newton va fixar la tasca de no plantejar hipòtesis, sinó d'explicar les propietats de la llum per fets i raonaments. El científic va fer molts experiments, i va assenyalar que "l'abundància d'experiments no interfereix".

En enviar un feix de llum sobre un prisma de vidre, Newton va poder veure una espècie d'arc de Sant Martí a la pantalla. El científic va assenyalar set colors primaris, que ara tots sabem bé. Per què set? Són els set colors més sorprenents. A més, a la música també, només set notes, però les seves variacions us permeten crear obres d'art reals, a diferència d'altres. Després va realitzar un experiment invers, enviant l'espectre a la vora d'un altre prisma de vidre. Aquesta vegada es va tornar la llum blanca. Com a resultat, Newton es va plantejar la idea de crear un cercle amb set sectors de diferents colors, durant els quals la rotació tornaria a tenir una llum blanca.

Així, la dispersió és un procés físic complex, condicionat per les propietats de la llum i el color. I és gràcies a aquest procés que podem observar un arc de Sant Martí després d'una tempesta. Ara teniu una idea des del punt de vista científic sobre els motius de l'aparició de l'arc de Sant Martí.