شرح تجربة المنشور الزجاجي بالخطوات

يُمكن تطبيق تجربة المنشور الزجاجي Prism Experiment بخطوات بسيطة، وفقًا لما قاله صاحب التجربة إسحاق نيوتن، فكان من أبرز المهتمين بدراسة الضوء والألوان، وهو ما دفعه إلى عمل تجارب عديدة للوصول إلى المزيد من النظريات الفيزيائية، ومن بينها كانت تجربة المنشور الزجاجي، والتي نتعرف على كيفية تطبيقها من خلال موقع فكرة.

تجربة المنشور الزجاجي

هي تجربة فيزيائية قام بها وأطلقها العالم إسحاق نيوتن، إذ توضح كيف يُمكن تحليل الضوء الأبيض إلى مجموعة ألوان مختلفة، والتي تُعرف باسم ألوان الطيف، ولم يقتصر الأمر على ذلك فحسب، بل أوضح أيضًا الجزء الثاني من التجربة، والذي يُمكن من خلاله جمع الألوان المتحللة للحصول على الضوء الأبيض الأصلي ثانيةً.

تطبيق تجربة المنشور الزجاجي

ينقسم تطبيق التجربة إلى مرحلتين لمن أراد جمع الألوان المتحللة ثانيةً، والمنشور الزجاجي هو الأداة الأساسية في كلا المرحلتين.

1- تجربة تحليل الضوء الأبيض

لا يتم تحليل الضوء الأبيض من خلال المنشور الزجاجي إلا عند عمل التجربة في غرفة مظلمة، فهو شرط رئيسي بجانب إحضار الأدوات، وتطبيق الخطوات بشكل صحيح.

الأدوات المستخدمة

• منشور زجاجي.
• مصباح يدوي.
• لوح أبيض، أو جدار نظيف.

الخطوات

1. إغلاق كافة مصادر الإنارة في الغرفة.
2. وضع المنشور الزجاجي أمام الجدار أو اللوح الأبيض.
3. تسليط الضوء من المصباح على المنشور، ومراقبة مرور الضوء من خلاله.
4. تدوير المنشور الزجاجي ببطء، حتى ينكسر الضوء عند الوصول إلى الزاوية المطلوبة، وهي الزاوية التي يظهر عندها ألوان الطيف.

بذلك يُمكن دراسة ألوان الطيف التي نتجت عن انكسار الضوء الأبيض بعد دخوله إلى المنشور وخروجه منه.

2- تجربة الحصول على الضوء الأبيض

لا يُمكن إنتاج ألوان ليست موجودة من خلال تجربة المنشور، وإنما هو يحلل الضوء الأبيض إلى ألوانه الأساسية، لذا يسهل تجميعها مع بعضها واسترجاع اللون الأبيض.

الأدوات المستخدمة

• منشوران زجاجيان.
• مصباح يدوي.
• جدار نظيف أو لوح أبيض.

الخطوات

1. وضع أول منشور زجاجي أمام الجدار أو اللوح.
2. تسليط ضوء المصباح على المنشور، وتدويره ببطء حتى ينكسر الضوء.
3. وضع المنشور الزجاجي الثاني أمام الشعاع الضوئي الناتج من المنشور الأول.
4. تدوير المنشور الثاني حتى تظهر ألوان الطيف الداخلة إليه باللون الأبيض مرة أخرى.

من خلال الخطوات السابقة يُمكن ملاحظة تحوّل اللون الأبيض إلى ألوان الطيف بعد المرور عبر المنشور الأول، ثم عودتها إلى الضوء الأبيض مرة أخرى بعد المرور عبر المنشور الثاني، وذلك في تجربة واحدة بخطوات بسيطة.

ظاهرة الضوء المرئي في التجربة

تتراوح الأطوال الموجية للضوء المرئي بين 380-700 نانومتر، وهو إحدى مكونات الطيف الكهرومغناطيسي، مع العلم أن الأضواء المرئية ذات الأطوال الموجية الأكبر تقع في الأشعة تحت الحمراء.

أما الأضواء ذات الأطوال الموجية الأصغر تقع في الأشعة فوق البنفسجية، وأثناء مرور الضوء عبر المنشور تنكسر الأشعة مرتين، مما يؤدي إلى انحراف الشعاع لمساره بزاوية اسمها زاوية الانحراف، وهي الزاوية التي يسير فيها امتداد الشعاع.

خصائص الألوان المتحللة في تجربة المنشور

• لا يوجد أي حدود بين الألوان وبعضها.
• التدرجات بين الأحمر والأرجواني خالية من أي قطع؛ نظرًا لاستمرارية طيف الضوء الأبيض.
• كل لون من الألوان السبعة له طول موجي وتردد ومعامل انكسار معين.
• تتراوح الأطوال الموجية لألوان الطيف بين 400-750 نانومتر.
• كل لون من الألوان له زاوية ميل مختلفة عن الأخرى.
• يسقط شعاع الضوء على الزوايا السفلية، لذا فإن الألوان تظهر بالترتيب (أحمر، برتقالي، أصفر، أخضر، أزرق، نيلي، بنفسجي).
• هناك علاقة عكسية بين قمة الانحراف ونسبة الانكسار، والطول الموجي.
• اللون الأحمر هو الأقل في قمة الانحراف، ونسبة الانكسار للمؤشر، بينما الأقصى في الطول الموجي.
• اللون البنفسجي هو الأقصى في قمة الانحراف، ونسبة الانكسار للمؤشر، بينما الأقل في الطول الموجي.

أهم خطوة عند تطبيق تجربة المنشور الزجاجي هي التأكد من أن الغرفة مظلمة تمامًا، ولن يدخل إليها أي ضوء؛ حتى تتمكن من رؤية الضوء الناتج بصورة واضحة.