Problem P. 5119. (March 2019)

P. 5119. Newton in his famous crucial experiment (experimentum crucis) separated a beam of white light into colours by means of a prism. Then he combined the spectrum back into white light. Is it possible to form a spectrum from a beam of white light and then combine it back into white light by means of the system of prisms used as shown in the figure?

(4 pont)

Deadline expired on April 10, 2019.

Sorry, the solution is available only in Hungarian. Google translation

Megoldás. A prizma annál jobban eltéríti a fényt, minél nagyobb a törésmutatója. A törésmutató függ a hullámhossztól, általában (normális diszperzió esetén) a nagyobb hullámhosszúságú (pl. vörös) fényre kisebb a törésmutató, mint a rövidebb hullámhosszúságúakra. Ezért a prizma a fehér fényt széttartó, színes részekre bontja. Ezt helyesen mutatja a képen a bal oldali prizma. A kép jobb oldalán látható prizma azonban a vörös fényt téríti el legjobban. Ez még előfordulhat (anomális diszperziójú anyagoknál), de más baj is van a képpel: a jobb oldali prizma a képzeletben megfordított, tehát jobbról érkező párhuzamos fehér fényt különböző mértékben eltérülő, de összetartó színes sugarakra bontja, ami nem fordulhat elő a valóságban. A kép tehát nem valódi fizikai kísérlet fényképfelvétele, hanem számítógéppel készített trükk!

Newton a híres kísérletét nem két prizmával, hanem gyűjtőlencse és prizma segítségével végezte el (lásd a saját vázlatát):

A fehér napfényt színekre bontva egy ernyőre fókuszálta. A színes komponenseket egy második prizma már nem tudta tovább bontani; ez látható Newton vázlatos rajzán.

Statistics:

14 students sent a solution.
4 points:	Keltai Dóra.
2 points:	2 students.
1 point:	6 students.
0 point:	5 students.

Problems in Physics of KöMaL, March 2019