3. Các tật của mắt và cách sửa
6.3.3.2. áp dụng rộng rãi phơng pháp thực nghiệm
Vì đây là lần đầu tiên tìm hiểu về màu sắc nên tốt nhất là áp dụng phơng pháp thực nghiệm để tìm tòi nghiên cứu. Việc thu thập thông tin mới chỉ là giai đoạn đầu. Cần phải dự đoán tính chất, quy luật có tính khái quát, suy luận, làm thí nghiệm kiểm tra dự đoán thì mới có thể hình thành đợc kiến thức khoa học mới. Ví dụ nh chiếu một chùm ánh sáng trắng qua một lăng kính, ta thu đợc nhiều chùm tia ló có màu sắc khác nhau. Câu hỏi đặt ra là : Nguyên nhân do đâu mà có hiện tợng đó ? Có thể có hai giả thuyết (dự đoán) :
+ Lăng kính đã nhuộm màu cho ánh sáng trắng. Nói cách khác là lăng kính đã làm biến đổi màu của ánh sáng truyền qua nó.
+ Trong ánh sáng trắng đã có sẵn các ánh sáng màu. Lăng kính chỉ làm các màu đó tách riêng ra.
Lập luận nh sau :
Nếu dự đoán a là đúng thì không chỉ ánh sáng trắng mà ánh sáng màu khác nh màu đỏ chẳng hạn, khi đi qua lăng kính sẽ biến thành màu khác. Làm thí nghiệm kiểm tra : Chiếu một chùm sáng đỏ qua lăng kính (tất nhiên phải là ánh sáng đỏ đơn sắc), ta vẫn thu đợc ánh sáng đỏ. Nh vậy, thí nghiệm chứng tỏ rằng lăng kính không làm biến đổi màu của ánh sáng đi qua nó. Giả thuyết a bị bác bỏ.
Kiểm tra giả thuyết b. Quan sát kĩ, thấy các chùm sáng màu thu đợc qua lăng kính không tập trung ở một chỗ mà bị lệch nhiều hay ít so với phơng của chùm sáng trắng ban đầu và đều từ chùm sáng trắng ban đầu tách ra. Có thể bổ sung bằng lập luận ngợc lại : Nếu lại cho tất cả các chùm sáng màu tập trung vào một chỗ thì ta phải thấy lại màu trắng. Thí nghiệm tổng hợp ánh sáng trắng ở hình 6.7 cho kết quả đúng nh dự đoán. Vậy dự đoán b là đúng. Từ đó đi đến kết luận, ánh sáng trắng gồm nhiều ánh sáng màu hợp lại. Những chùm ánh sáng màu cùng lọt vào mắt hay cùng chiếu vào một chỗ sẽ cho ta cảm giác màu trắng.
Hình 6.7 Hình 6.8
Một câu hỏi mới lại xuất hiện : Liệu khi ta cho 3 chùm sáng đỏ, lục, lam trộn với nhau (chiếu lên cùng một chỗ, giao nhau ở một chỗ) ta có thu đợc một loại ánh sáng mới, có màu mới (nh một ánh sáng đơn sắc màu trắng) không ? Thí nghiệm sau đây sẽ bác bỏ dự đoán đó, khẳng định sự tồn tại độc lập của ba chùm sáng màu khi chúng đợc trộn với nhau, nhìn thấy màu trắng chỉ là cảm giác tổng hợp khi mắt ta đồng thời nhận đợc ba ánh sáng màu đỏ, lục, lam (hình 6.8).
Chiếu ba chùm sáng đỏ, lục, lam giao nhau. ở điểm A nơi chúng giao nhau, ta nhìn thấy màu trắng. Đặt màn chắn ở vị trí B phía trớc A hoặc ở C phía sau A, ta đều nhìn thấy 3 màu riêng biệt. Điều đó có nghĩa là các chùm sáng sau khi trộn vào nhau vẫn tồn tại độc lập, không bị biến đổi. Sự đổi màu khi chúng giao nhau chỉ là cảm giác khi ánh sáng của cả 3 màu cùng tác dụng vào mắt.
Sau khi học sự tán xạ, có thể thực hiện thí nghiệm với đĩa trộn màu trên đĩa có trục quay, chia làm 7 phần, dán 7 miếng giấy màu (đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím) hoặc chỉ 3 màu (đỏ, lục, lam). Khi cho đĩa quay tít, các mảnh giấy màu vẫn tồn tại riêng biệt, nhng ta không nhìn thấy 7 màu nữa mà chỉ nhìn thấy một màu trắng. Nh vậy là các chùm ánh sáng màu tán xạ, cùng đi vào mắt, cho ta cảm giác màu trắng. Khi đĩa cha quay thì mỗi dải màu cho một ảnh tại một vùng riêng biệt trên màng lới của mắt nên ta nhìn thấy các màu riêng biệt. Khi đĩa quay nhanh thì các dải màu lần lợt đi qua cùng một vùng trên màng lới. Do hiện tợng lu ảnh trên võng mạc và đĩa quay nhanh nên các ảnh đó hình nh cùng một lúc chồng lên nhau trên màng lới, cho ta cảm giác màu tổng hợp. Nếu dùng đĩa 3 màu (đỏ, lục, lam) thì vẫn thấy màu trắng nhng hơi khác.
Phơng pháp thực nghiệm cũng có thể áp dụng để nghiên cứu sự lọc màu, sự tán xạ màu.