הצבעים שבאור:
לאחר שלמדנו על הקשת המקראית נוכל להציע להורים לערוך בבית עם הילדים ניסוי פשוט שבו נראה את הצבעים המרכיבים את האור.
האור מסביבנו מורכב מצבעים שונים, שיחד, במינונים קבועים, יוצרים את האור הלבן. לפני כ-300 שנה גילה זאת הפיזיקאי והמתמטיקאי האנגלי סר אייזיק ניוטון. בניסוי פשוט הוא הוכיח שאפשר לפצל את האור לצבעיו, ואחר כך לחזור ולהרכיב את הצבעים לאור לבן. את הניסוי המפורסם הזה עשה ניוטון באמצעות שתי מנסרות. את הראשונה הוא הניח מול אלומת אור וראה מצידה השני קשת צבעים. את המנסרה השנייה הוא הניח מול הקשת, ומבעד למנסרה השנייה יצאה שוב אלומת אור לבנה, כמו שהייתה בתחילה. על הניסוי הזה של ניוטון אפשר לחזור באמצעים פשוטים.
מהי מנסרה?
מנסרה היא גוף הנדסי שבסיסו התחתון הוא מצולע ופאותיו הן מישורים שטוחים שנפגשים בקודקוד. מנסרה משולשת ושקופה משמשת מכשיר אופטי לפיצול האור לצבעיו השונים. הפיצול נגרם מכך שהאור בנוי מקרניים, ולכל קרן אורך שונה במעט מהאחרים. כשהאור עובר במנסרה, מתפצל כל צבע. כך קורה גם אם מזיזים את הדיסק בשמש בזויות שונות.
הקשת היא תופעת טבע אופטית, הנוצרת כתוצאה משבירה, נפיצה והחזרה של קרני אור הבוקעות ממקור נקודתי או כמעט נקודתי. בדרך כלל הכוונה היא לקשת הנובעת משבירת אור השמש. הקשת נראית בכיוון הנגדי למקור האור, לאחר שהאור נתקל בדרכו במקום בו נמצאות טיפות מים רבות בעלות צורה דומה, הגורמות יחד להיווצרות מראה ייחודי זה.
את תופעת ה"קשת" אפשר לראות באופן מרשים בדיסקים. אם מאירים על הדיסק בפנס מוטה בזווית, רואים מיד שהדיסק מפצל את האור לצבעיו השונים. אפשר לראות את הפיצול הזה גם אם מזיזים את הדיסק בשמש בזויות שונות.
ניסוי המנסרה:
חומרים:
- מראת כיס
- מכל מים מרובע
- מים
- מנורת שולחן
- נייר בריסטול שחור
- משטח לבן
את הניסוי עורכים בחדר חשוך.
מה עושים?
- במרכז הבריסטול השחור חותכים חריץ שרוחבו כסנטימטר אחד ואורכו כשבעה סנטימטרים.
- ממלאים את המכל המרובע מים ומציבים את המראה כך שתעמוד חציה במים וחציה מחוץ למים.
- מציבים את המשטח הלבן מחוץ למים, מול המראה, ומעליו מציבים את המנורה.
- מדליקים את מנורת השולחן ומציבים אותה מעל המים. מכוונים את קרני האור והנורה כך שיעברו דרך החריץ שבבריסטול השחור ויפגעו במראה. את קשת הצבעים היפה רואים בקלות על המשטח הלבן.
ככל שהחדר חשוך יותר, כך פיצול האור לצבעים נראה ברור וחד יותר.
הסבר:
קרן האור עוברת דרך המים אל המראה. כל צבע שבאור הלבן מוחזר מהמראה אל המשטח הלבן בזווית אחרת מעט. תופעה זו היא הגורמת ליצירת הקשת על המסך הלבן.