منشور

 

منشور، جسمی شفاف و معمولا شیشه ای (جنس پلاستیک شفاف آن نیز وجود) که در کتاب های علوم با آن آشنا شده ایم. یک شکل هندسی بسیار ساده (منشور مثلثی شکل) ولی بسیار تا بسیار خارق العاده و شگفت انگیز که ابعاد جدیدی از دنیا نور را برای بشر باز کرد.

 

تارخچه دقیقی از منشاء منشور وجود ندارد ولی می تواند مشاهدات رنه دکارت از نحوه ایجاد رنگین کمان توسط لیوان آب را به نوعی شروع آن دانست. ولی مهترین و تاثیرگذارترین اثر منشور به آزمایش مشهور نیوتن ‌درسال 1666 باز می گردد زمانی که نیوتن در یک اتاق تاریک (Dark Room) آزمایش مشهور و مهم crucial experiment  انجام داد.

 

آیزاک نیوتن ابتدا نور ورودی از پنجره ها را مسدود کرد و نور (نور خورشید) فقط از یک سوراخ کوچک به داخل اتاق وارد می شد سپس نیوتن، نور وارد شده را توسط منشور تجزیه کرد و نتایج  تمام مشاهدات خود را سال های بعد در کتاب Opticks در سال 1704 نشر داد. نیوتن با استفاده از منشور متوجه شد نور سفیدی که ما می بینیم ترکیبی از رنگ های مختلف است.

 

انواع و اشکال بسیار گوناگونی از منشور وجود دارد که هر کدام کارایی خاص خودشون دارند ولی مشهورترین و شناخته شده ترین آن شکل مثلثی آن است. جنس شیشه ای منشور باعث شکست نور و ایجاد یک طیف رنگین کمانی از نور سفید می شود، این طیف Visible spectrum نام دارد و توسط چشمان ما قادر به دیدن آن هستیم.

 

ولی چطور این اتفاق جالب رخ می دهد؟ همان طور که در یکی از مقالات به این موضوع پرداختیم سرعت نور در واسط خلاء 299792458 m/s است. زمانی که نور از واسط خلاء وارد واسط دیگری می شود برای مثال: آب، هوا ، شیشه یا هر واسط شفاف دیگری تغییر سرعت می دهد و این تغییر در سرعت نور باعث شکست نور شده و همین پدیده باعث ایجاد رنگین کمان توسط منشور می شود.

 

 

اگر دقیق تر به این موضوع بپردازیم این چنین می توان به شکل ساده توضیح داد: نور سفید (مانند نور خورشید) مجموعه از طول موج هاست که نتیجه آن برداشت رنگ سفید (توسط چشم انسان) از آن است، وقتی نور سفید رنگ وارد منشور می شود در واقع واسط هوا به شیشه تغییر می کند و نور در شیشه با سرعت کمتری حرکت می کند در مقایسه با هوا، هر چقدر بیشتر نور در شیشه مسافتی را طی کند سرعت آن کمتر کمتر می شود و درنتیجه بیشتر بیشتر می شکند .طول موج زیاد نور (رنگ قرمز) مسافت کمتری را در مقایسه با طول موج کم نور (رنگ آبی) در منشور طی می کند و همین باعث شکست کمتر آن می شود. در نتیجه این تاثیر، طول موج های مختلف میزان شکست های مختلفی در منشور دارند و به این شکل ما رنگین کمانی را در خروجی منشور داریم.

 

رندر کردن منشور و تجزیه نور توسط آن توسط موتور های رندر همچنان جذاب است و می تواند چالش های جالبی را برای شما ایجاد کند.