Три призмы на рисунке 1, а расположены таким образом, что они «отклоняют» три параллельных луча в одну точку F.

Таким образом, луч отклоняется от своего исходного направления; угол отклонения d — это угол между исходным и конечным направлениями. Собирающая (выпуклая) линза может рассматриваться как состоящая из набора призм различной формы.

На рисунке 1, 6 лучи света, исходящие из точки О, отклонены различными частями линзы и образуют действительное изображение в точке J.

Дисперсия

Луч белого света, входящий в стеклянную призму, разлагается на свои составляющие цвета: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый. Эти цвета объединяются общим названием — спектр белого света (рис. 2).

Обычно говорят, что спектр белого света состоит из семи цветов, хотя и очень трудно различить синий и фиолетовый цвета. Следует подчеркнуть, что разложение света происходит немедленно при вхождении света в призму, дальнейшее расхождение пучков происходит после выхода света из призмы. Цвета в белом свете разделяются призмой потому, что стекло имеет несколько различные значения коэффициента преломления для каждого из цветов белого света, имеющих различную длину волны.

Отклонение красных лучей, имеющих наибольшую длину волны, наименьшее, в то время как фиолетовые лучи, которые имеют самую короткую длину волны, отклоняются больше всех. Образуемый спектр не очень чист, поскольку лучи частично перекрываются, и лишь края красного и фиолетового цветов — внешних цветов — четко очерчены. Все «цветовые» эксперименты лучше всего проводить в затемненной комнате, чтобы исключить свет, который повлияет на результат.

Менее чистый спектр может быть получен при использовании только одной линзы. Этот спектр лучше полученного без линзы, но и, очевидно, не столь хорош, как тот, что образован в проведенном исследовании. Белый свет из прорези фокусируется собирающей линзой в точке X (рис. 4).

Затем на пути сходящегося пучка помещается призма, а белый экран ориентируется таким образом, чтобы цвета были на нем «в фокусе». И в этом случае наилучший эффект достигается при демонстрации в затемненной комнате.

Цвета спектра могут быть соединены в белый свет при помощи второй призмы, как показано на рисунке 5, а. Лучи всех цветов выходят из второй призмы параллельно друг другу, и, поскольку присутствуют все длины волн, глаз видит белый свет. Этим также объясняется то, почему кажется, что стеклянный блок с параллельными сторонами не разлагает белый свет (рис. 5, б).

Белый свет, падающий на прямоугольный стеклянный блок, в действительности подвергается разложению внутри блока, но каждый цветовой луч выходит из блока параллельно другим и исходному лучу. Линза в глазу фокусирует все параллельные цветовые лучи в одну точку сетчатки глаза, и поэтому виден белый свет.

Исследование. Получить чистый спектр

Установите прибор. Узкая прорезь, помещенная в фокусе первой ахроматической линзы, освещается белым светом, так что из нее выходит параллельный пучок белого света (ахроматическая линза не разлагает белый свет на его цвета так, как это происходит с обычной линзой). Параллельный пучок белого света разлагается при входе в призму. Для того чтобы проиллюстрировать, что происходит с пучком, мы будем использовать два из семи цветов — красный и синий.

Параллельный пучок красного цвета образуется внутри призмы. Он выходит из призмы как параллельный пучок и фокусируется второй ахроматической линзой на белом экране, помещенном в фокальной плоскости второй линзы. Параллельный пучок синего цвета появляется из призмы под некоторым углом к красному пучку, и поэтому он фокусируется в другом месте экрана, расположенного в фокальной плоскости. Точно так же каждый цветной параллельный пучок будет сфокусирован в различных точках белого экрана, давая спектр четко определенных цветов.

Диск Ньютона

Другим способом показа того, что красный, оранжевый, жёлтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый цвета складываются и образуют белый свет, является использование вращающегося диска Ньютона. Диск с окрашенными цветными секторами   (см. рис. 5) вращается. По мере увеличения скорости вращения диск начинает казаться белым или, точнее, серовато-белым вследствие того, что краски отражают не вполне чистые цвета.