چرا منشور قادر است نور سفید را به رنگ‌های مختلف تجزیه کند؟
۱. نور سفید چیست و چه ویژگی‌ای دارد؟
نور سفید، ترکیبی از همه‌ی رنگ‌های طیف مرئی است که با هم مخلوط شده‌اند. وقتی نور سفید به چشم ما می‌رسد، به‌صورت یک رنگ واحد دیده می‌شود. این نور در حقیقت شامل رنگ‌هایی از بنفش تا قرمز است که هرکدام طول‌موج خاصی دارند. خورشید و لامپ‌های رشته‌ای، نمونه‌هایی از منابع نور سفید هستند. بدون تجزیه، تفاوت بین این رنگ‌ها پنهان می‌ماند. برای دیدن آن‌ها به ابزاری مانند منشور نیاز داریم.
۲. منشور نوری چگونه کار می‌کند؟
منشور (Prism) قطعه‌ای از شیشه یا پلاستیک شفاف است که شکل سه‌گوش دارد و سطح آن زاویه‌دار است. وقتی نور سفید وارد منشور می‌شود، با سطح اول برخورد کرده و دچار شکست نور (Refraction) می‌شود. سپس درون منشور حرکت می‌کند و دوباره در سطح دوم شکسته می‌شود. این شکست دو مرحله‌ای باعث تغییر جهت نور می‌شود. اما نکته مهم‌تر این است که رنگ‌های مختلف در زوایای مختلف می‌شکنند. این پدیده دلیل تجزیه‌ی نور است.
۳. چرا رنگ‌ها به زاویه‌های مختلف می‌شکنند؟
هر رنگ در نور سفید، طول‌موج خاص خود را دارد. طول‌موج‌های کوتاه‌تر مثل بنفش، بیشتر از طول‌موج‌های بلندتر مثل قرمز می‌شکنند. این پدیده به نام «پراکندگی نوری» یا Dispersion شناخته می‌شود. در اثر این تفاوت، رنگ‌های تشکیل‌دهنده نور سفید از هم جدا می‌شوند. به همین دلیل، وقتی نور از منشور عبور می‌کند، طیف رنگی کاملی به شکل رنگین‌کمان ایجاد می‌شود. این فرآیند کاملاً فیزیکی و قابل پیش‌بینی است.
۴. نقش ضریب شکست در تجزیه نور
ضریب شکست (Refractive Index) ماده، بیانگر میزان کند شدن نور در آن ماده است. این ضریب برای رنگ‌های مختلف کمی متفاوت است. مثلاً نور آبی بیشتر از نور قرمز کند می‌شود، پس بیشتر می‌شکند. منشور با استفاده از این اختلاف، رنگ‌ها را جدا از هم می‌سازد. اگر منشور از ماده‌ای با ضریب شکست بالا باشد، تجزیه‌ی نور قوی‌تر خواهد بود. بنابراین جنس منشور نیز در وضوح طیف رنگی مؤثر است.
۵. نمونه‌هایی از تجزیه نور در طبیعت
پدیده‌ی رنگین‌کمان خود نتیجه‌ی تجزیه نور سفید خورشید توسط قطرات باران است. قطره‌ی باران مانند منشور طبیعی عمل می‌کند و نور خورشید را به رنگ‌هایش می‌شکند. همچنین، در بلورهای یخ و حباب‌های صابون نیز چنین پدیده‌هایی دیده می‌شود. در این موارد، شکست و بازتاب هم‌زمان باعث پدید آمدن رنگ‌های زیبا می‌شود. پدیده‌های نوری طبیعی نشان‌دهنده‌ی قدرت قوانین اپتیک هستند. منشور تنها نمونه‌ی ساخت دست بشر از این پدیده است.
۶. کاربردهای علمی تجزیه نور
تجزیه نور با منشور فقط برای دیدن رنگ‌ها نیست، بلکه کاربردهای علمی زیادی دارد. در طیف‌سنجی (Spectroscopy)، دانشمندان از این ویژگی برای بررسی ترکیب شیمیایی ستارگان و مواد استفاده می‌کنند. منشورها در ابزارهای نوری، لیزرها و آزمایش‌های فیزیکی کاربرد دارند. حتی در دوربین‌ها و تجهیزات اپتیکی خاص، از منشور برای هدایت یا تفکیک نور استفاده می‌شود. این فناوری ساده، پایه‌ی بسیاری از کشفیات علمی بزرگ بوده است. درک دقیق آن ما را به فهم عمیق‌تری از نور و جهان می‌رساند.
