מדע הפיסיקה עוסק בחקר תכונותיהם של עצמים חומריים ובודק את תנועתם במרחב, רמת הטמפרטורה שלהם, מקור האנרגיה (כגון תנועה, חום וכיו"ב), ועוד.
מלבד העיסוק בעצמים חומריים, יש בפיסיקה תחום חשוב נוסף שעוסק ב"עצם" שאינו מורכב מחומר והוא ה"אור". האור מאפשר לנו לראות, ולכן תמיד היה קשה במקצת להפריד את חקר האור הפיסיקלי מחקר מנגנון הראייה האנושי. לדוגמה, אחת ההשקפות שרווחה בזמן העתיק לא התייחסה לאור כאל תכונה טבעית-אנושית, אלא סברה שהראייה היא מעין יכולת על-טבעית שיוצאת מהעין ותופסת את הגוף הנראה, ממש כפי שאנו יכולים לשלוח יד כדי לחוש גוף שנמצא קרוב אלינו.
אולם, השקפה זו לא הצליחה להסביר מדוע אי אפשר לראות בחושך, ובסופו של דבר תפסה את מקומה השקפה אחרת המקובלת כיום והיא: "האור הוא צורה של אנרגיה הנפלטת מגופים מאירים, שמתפשטת במרחב עד שהיא פוגעת בעצם הנראה ומוחזרת ממנו". כאשר האנרגיה הזו מוחזרת אל העין, היא מעבירה מידע למוח על העצם הנראה שבו פגעה וממנו הוחזרה, והמוח משׂרטט בתודעה שלנו את תמונת העצם שנראה לעין, באמצעות ניתוח המידע שהתקבל מהעין.
תכונות האור – הצבעים
מבחינות רבות אפשר לראות בצבע תכונה של האור. אפשר למשל, להעביר קרן אור "לבן" (כמו קרן שמש) דרך לוח זכוכית אדום, ולכַוונהּ כך שתוּטל על משטח לבן כלשהו: המשטח ייראה לעינינו בצבע אדום, ומכיוון שאנו יודעים שאין מדובר בתכונה של המשטח עצמו, אנו קוראים לאור שפגע במשטח "אור אדום".
בימי הביניים היה מקובל להאמין, שלוח הזכוכית הצבעוני משנה את תכונות האור העובר דרכו, והופך אותו מלבן לאדום. אולם, בשנת 1666 ביצע אייזיק ניוטון (פיזיקאי ומתמטיקאי אנגלי, נחשב לאחד המדענים הגדולים ביותר בכל הזמנים, 1642–1727) את ניסוי הנפיצה המפורסם שלו, ובו הניח לקרן שמש לעבור דרך מנסרת זכוכית (רכיב אופטי בצורת משולש תלת מימדי המשמש לשבירת והחזרת קרני אור). קרן השמש "הלבנה" התפצלה במעברה דרך המנסרה לקרניים בצבעים שונים, וכשפגעה בקיר יצרה עליו כתם אור מוארך שמופיעים בו, זה לצד זה, צבעי הקשת השונים.
ניוטון הצליח גם ללכֵּד את קרני האור הצבעוניות באמצעות העברתן במנסרה שנייה, ולקבל שוב אור לבן. מכאן הוא הסיק, שהמנסרה הראשונה איננה משנה את תכונות האור אלא רק מפרקת אותו למרכיביו, ולפיכך האור "הלבן" הוא למעשה תערובת של אור בצבעי הקשת השונים! אם כך הדבר, הרי שגם הזכוכית הצבעונית אינה משנה את תכונות האור, אלא רק "בולעת" חלקים ממנו, והאור הצבעוני שעבר את הזכוכית הוא האור שלא נבלע בזכוכית הצבעונית. באופן דומה, כאשר גוף כלשהו מואר באור לבן, הוא יכול לבלוע כמה ממרכיביו ולהחזיר לעינינו רק אור בצבעים מסוימים, ולכן גופים שונים נראים לנו צבעוניים.
סביבון בצבעי הקשת
ולרגל חנוכה... החוקר האנגלי סר אייזיק ניוטון הוכיח בשנת 1704 כאמור, שהאור הלבן מורכב מצבעים שונים. סביבון הצבוע בשבעת צבעי הקשת נקרא גם גלגל ניוטון, וכאשר מסובבים אותו במהירות נדמה לעין שהסביבון כולו בצבע לבן אחיד. העין אינה יכולה להבחין ולהבדיל בין הצבעים השונים בשל מהירות הסיבוב, ונראה לעינינו שהם כאילו מתמזגים ולנגד עינינו עולה ומתקבל צבע לבן.
במאמר הבא נדון בשאלה כיצד מתחלקת אלומת האור לצבעים ומדוע דווקא לצבעים אלו?
Comments