Теория:

Опыты Ньютона
В \(1666\) году Исаак Ньютон, занимаясь усовершенствованием телескопов, обратил внимание на то, что изображение, получаемое с помощью объектива телескопа, окрашено по краям. Чтобы проверить предположение о роли преломления света в появлении разноцветных световых полос, учёный использовал щель в ставне в качестве источника света. На пути полученного узкого пучка разместил стеклянную призму.
 
Из опыта Ньютона следовал важный вывод.
Белый свет является сложным: пройдя через призму, он разлагается на различные цвета.
Гипотеза Ньютона была настолько необычной для его современников: что вызвала сильное волнение и вопросы среди учёных Ньютон доказал справедливость своей теории: разложил одной призмой белый свет на спектр и поставил вторую перевёрнутую призму, собрав спектр обратно в белый луч.
 
3 Asset 2.svg
 
Преломлённый белый свет превратился в радугу из семи цветных полос, которую Ньютон назвал спектром. В спектре Ньютон выделил семь цветов: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый.
Оптический спектр (от лат. spectrum — «видение», «изображение») — распределение оптического излучения по длинам волн.
Явление разложения света призмой на разноцветные полосы Ньютон назвал дисперсией.
Дисперсия (от лат. dispersio — «рассеяние») — разложение света на спектральные цвета при прохождении через оптически плотное вещество вследствие зависимости показателя преломления и скорости света в веществе от частоты световой волны.
Различным цветам соответствуют различные показатели преломления: лучи красного цвета отклоняются на меньший угол, наибольший угол отклонения у лучей фиолетового цвета.
В трактате «Оптика» Ньютон написал:
Световые пучки, отличающиеся по цвету, отличаются по степени преломляемости.
Как известно, показатель преломления среды \(n\) зависит от скорости света \(\upsilon\) в веществе:
n=cv, где \(c\) — скорость света в вакууме.
Чем оптически плотнее среда, тем больше показатель преломления, тем меньше скорость света в веществе. Поэтому лучи фиолетовой части спектра преломляются сильнее — отклоняются на больший угол. Для красного света показатель преломления меньше, чем для зелёного.
Дисперсия света — зависимость показателя преломления от длины волны света.
Дисперсией объясняется радуга. В каплях воды солнечные лучи преломляются и образуют спектр.
Можно ли разложить одноцветные пучки света? Чтобы ответить на этот вопрос, Ньютон поставил опыт, который состоял в следующем. Из пучка цветных лучей, полученных с помощью призмы, экраном с небольшим отверстием выделялись узкие пучки определённого цвета и направлялись на вторую призму. Эти пучки, проходя сквозь вторую призму, отклоняются, не меняя своего цвета.
 
4 Asset 1.svg
 
Это свидетельствует о том, что цветные лучи не состоят из составных частей, т.е. по своей сути являются простыми лучами. Такие лучи называют монохроматическими (от греч. monos — «один», chroma — «цвет»).
Свет каждого цвета располагается в достаточно узком интервале частот. Например, частота красного света соответствует интервалу 405-480 ТГц. Обычно для характеристики монохроматического цвета используют только одну определённую частоту.
Цвет тела
Многообразие цветовой гаммы окружающего мира объясняется явлениями отражения и поглощения света. Если белый свет падает на лист бумаги, то она кажется белой потому, что отражает весь падающий на неё свет. Тело, которое не отражает свет, а поглощает его, видится чёрным, например сажа.
grass-16044_640.jpg
Пример:
зелёный цвет травы объясняется тем, что из падающего на неё света она отражает лишь лучи зелёного цвета, поглощая все остальные.
  
Какими видятся цвета предметов сквозь окрашенные прозрачные стёкла? Зелёное стекло пропускает свет зелёного цвета (красное — красного и т. д.) и поглощает все остальные цвета. Если приложить друг к другу два окрашенных стекла, то сквозь них пройдут лучи только тех цветов, которые пропускаются обоими стеклами. Так, красное и зелёное стёкла, сложенные вместе, почти не пропускают свет.
2 Asset 1.svg
Пример:
красные розы, если смотреть на них сквозь зелёное стекло, наблюдателю будут казаться чёрными. Красные розы поглощают все цвета, кроме красного, а красный цвет отражают. Зелёное стекло поглощает весь свет, кроме зелёного. Но зелёного цвета нет в свете, который отражают розы, — они его поглотили. К наблюдателю в глаза через зелёное стекло не попадёт никакого света от красных роз — они покажутся чёрными.