Disco de newton

El disco de Newton, también conocido como disco de color que desaparece, es un conocido experimento de física con un disco giratorio con segmentos de diferentes colores (normalmente Newton). Sus colores primarios: rojo, naranja, amarillo, verde, azul, índigo y violeta, comúnmente conocidos por la abreviatura ROYGBIV), aparecen como blanco (o blanquecino o gris) cuando gira rápidamente alrededor de su eje.

Este tipo de mezcla de estímulos ligeros se llama mezcla óptica temporal, una versión de mezcla aditiva-promedio. El concepto de que la percepción visual humana no puede distinguir detalles de movimientos de alta velocidad es popularmente conocido como persistencia de la visión.

El disco se llama por Isaac Newton. Aunque publicó un diagrama circular con segmentos para los colores primarios que había descubierto (es decir, una rueda de color), es poco probable que alguna vez haya utilizado un disco giratorio para demostrar los principios de la luz. En realidad se refirió a la mezcla de colores pintados en una parte superior giratoria como "sucio" y describió varios experimentos diferentes que apoyan su teoría.

Se han producido variaciones transparentes para la proyección de la linterna mágica.

Historia

Alrededor del año 165 d.C., Ptolomeo describió en su libro Óptica un torno de alfarero giratorio con diferentes colores. Observó cómo los diferentes colores de los sectores se mezclaban en un solo color y cómo los puntos aparecían como círculos cuando la rueda giraba muy rápido. Cuando se dibujan líneas a lo largo del eje del disco, hacen que toda la superficie parezca de un color uniforme. "La impresión visual que se crea en la primera revolución es seguida invariablemente por instancias repetidas que posteriormente producen una impresión idéntica. Esto también ocurre en el caso de las estrellas fugaces, cuya luz parece dilatada a causa de su velocidad de movimiento, todo según la distancia perceptible que recorre y la impresión sensible que surge en la facultad visual."

Pórfido (c. 243 – c. 305) escribió en su comentario sobre los Armónicos de Ptolomeo cómo los sentidos no son estables sino confusos e inexactos. Ciertos intervalos entre impresiones repetidas no se detectan. Una mancha blanca o negra en un cono (o peonza) que gira aparece como un círculo de ese color y una línea en la parte superior hace que toda la superficie parezca de ese color. "Debido a la rapidez del movimiento, recibimos la impresión de la línea en cada parte del cono a medida que la línea se mueve."

En el siglo XI, Ibn al-Haytham, que estaba familiarizado con los escritos de Ptolomeo, describió cómo las líneas de colores en una peonza no podían discernirse como colores diferentes, sino que aparecían como un nuevo color compuesto por todos los colores. de las líneas. Dedujo que la vista necesita algo de tiempo para discernir un color. Al-Haytam también señaló que la peonza parecía inmóvil cuando se hacía girar extremadamente rápido "porque ninguna de sus puntas permanece fija en el mismo lugar durante un tiempo perceptible".

Después de Ibn al-Haytham, Fakhr al-Din al-Razi (m. 1209) realizó el experimento del disco giratorio y, al igual que sus predecesores, concluyó que muestra una ilusión óptica. Sin embargo, el astrónomo y matemático Nasir al-Din al-Tusi describió el texto de al-Razi y llegó a una conclusión muy diferente. Tusi introdujo un órgano de sentido común que transmite impresiones de color al alma. Cuando los colores cambian demasiado rápido, este órgano sólo puede transmitir el color mezclado. Uno de los alumnos de Tusi fue Qutb al-Din al-Shirazi (muerto en 1311), y junto con su alumno Kamal al-Din al-Farisi intentó explicar los colores percibidos en el experimento.

Colores primarios de Newton

El 16 de febrero de 1672 (6 de febrero de 1671 [estilo antiguo]), Newton envió un artículo a la revista Philosophical Transactions de la Royal Society, sobre los experimentos que había estado realizando desde 1666 con la refracción de la luz a través de prismas de vidrio. Concluyó que los diferentes rayos de luz refractados, bien separados de otros, no podían cambiarse mediante una mayor refracción, ni por reflexión u otros medios, excepto mediante la mezcla con otros rayos. Así encontró los siete colores primarios: rojo, naranja, amarillo, verde, azul, "un violeta-púrpura" y índigo. Al mezclar los rayos de colores de un prisma, descubrió que "la composición más sorprendente y maravillosa era la de la blancura" requiriendo que todos los colores primarios se mezclen en la debida proporción.

En reacción a la crítica de Robert Hooke a la nueva teoría de la luz, Newton publicó una carta en el Philosophical Transactions, con otros experimentos que demostraban cómo la luz solar existía a partir de rayos de diferentes colores. Describió cómo los dientes de una rueda que gira detrás de un prisma pueden bloquear parte de la luz de modo que todos los colores se proyectarían sucesivamente si la rueda gira bastante lentamente, pero cómo todos los colores se mezclarán formando luz blanca si la rueda gira lentamente. girar muy rápido. También señaló que los rayos de luz que se reflejaban en los cuerpos multicolores se debilitaban por la pérdida de muchos rayos y que una mezcla de esos rayos no produciría un blanco puro, sino un color gris o "sucio". color. Esto se puede ver en el polvo, que al observarlo de cerca revelaría que está formado por muchas partículas coloreadas, o al mezclar varios colores de pintura. También se refirió a la camiseta de un niño que mostraría un logo "sucio" en la parte superior. color si fue pintado en varios colores y hecho girar rápidamente azotándolo.

Después de presentar sus conclusiones sobre dividir la luz solar en colores primarios y mezclarlos nuevamente para obtener luz blanca, Newton presentó un círculo de color para ilustrar las relaciones entre estos colores en su libro Opticks (1704).

Muchas fuentes modernas afirman que Isaac Newton mismo utilizó un disco giratorio con sectores coloreados para demostrar cómo la luz blanca era en realidad el compuesto de los colores primarios. Sin embargo, estos no hacen referencia a ninguna fuente histórica.

Según Joseph Plateau, el primero en describir cómo un disco giratorio con los siete colores primarios de Newton mostraría un color blanco (imperfecto) fue Pieter van Musschenbroek en 1762.