Disco di Newton: cos’è e come funziona
L’inventore del disco in questione fu Isaac Newton, astronomo, fisico, matematico, filosofo naturale, teologo e alchimista, molto apprezzato tra il Seicento e il Settecento per aver fondato la meccanica classica, per aver inventato il calcolo infinitesimale e per dato un importante contributo a tutta una serie di branche del sapere. Grazie a questo esperimento, il noto scienziato inglese fu in grado di dimostrare come la luce è di colore bianco per via della combinazione dei sette colori dell’arcobaleno.
Che cos’è il disco di Newton?
Il disco di Newton è uno strumento ampiamente diffuso nei laboratori di fisica, soprattutto nelle scuole superiori, come ad esempio nei licei scientifici, con cui si può portare a termine un esperimento, molto utile quando diventa necessario analizzare la composizione della luce: si tratta di un disco di cartone costituito da sette settori colorati sulla base delle tonalità dell’arcobaleno. Questi settori circolari colorati si caratterizzano per dimensioni differenti, visto che si basano su intervalli musicali, tipici di una scala dorica.
Nel momento in cui viene fatto ruotare, il disco di Newton mischia la luce riflessa dai sette colori, dando origine a una luce di colore biancastro. Quella che si ottiene, di fatto, è un’illusione ottica che i colori dapprima si uniformano e poi diventano un tutt’uno bianco.
Cosa occorre per realizzare il disco di Newton?
Gli strumenti per realizzare il disco di Newton sono facilmente reperibili. In primo luogo, occorre un bullone oppure una vite sufficientemente lunga, idealmente di una decina di centimetri.
Lo scopo primario del bullone o della vita consisterà nel ricoprire il ruolo perno di rotazione del disco.
Serve poi del cartone rigido da utilizzare in qualità di supporto del disco. Infine, è necessaria un’immagine del disco con i sette settori colorati.
Come realizzare il disco di Newton passo dopo passo: la procedura
Il primo passaggio del tutorial per realizzare il disco di Newton è incentrato attorno al disegno dell’immagine del disco. Si può utilizzare del cartone rigido o un foglio di carta. L’ideale è che sia di colore bianco. Poi si può scegliere se è il caso di disegnarlo a mano oppure di stampare una delle immagini disponibili digitando l’interrogazione di ricerca <>, magari su Google Immagini.
Nel primo caso, sarà bene prestare massima attenzione alla regola relativa alle ampiezze dei 7 settori circolari che andranno colorati. Nello specifico, violetto 61 gradi, indaco 34 gradi, azzurro 54,5 gradi, verde 61 gradi, giallo 54,5 gradi, arancione 34 gradi e infine rosso 61 gradi. Chiaramente, agendo manualmente, il rischio di andare incontro ad errori di dimensioni è piuttosto elevato.
Ecco perché si consiglia di scaricare da Google Immagini un’immagine già pronta del disco di Newton e di procedere subito alla stampa. Tuttavia, non è fondamentale ai fini dell’esperimento che le dimensioni risultino estremamente accurare. L’effetto finale che si otterrà, a fronte di errori minimi, sarà tutto sommato lo stesso. Le dimensioni ideali del diametro del disco devono aggirarsi grosso modo attorno ai 15 o ai 20 centimetri.
A seguito della realizzazione dell’immagine, il passaggio successivo da portare a termine verterà attorno alla creazione del supporto in cartone. Bisognerà utilizzare un compasso. La lunghezza fra le punte deve essere pari alla metà del diametro dell’immagine creata.
Una volta tracciato il cerchio sul foglio, preferibilmente in cartone, sarà possibile ritagliarlo con cura. Subito dopo bisognerà incollare sul supporto di cartone l’immagine del disco scaricata da Google Immagini e poi stampata oppure quella realizzata a mano. Effettuando un foro al centro, permetterà al bullone o alla vite di una decina di centimetri di passare all’interno del disco. Come ci si può rendere conto, con materiali comuni si è realizzato il disco di Newton.
In alternativa, al fine di poter contare su un supporto già preparato, è possibile optare per il ricorso a un CD oppure a un DVD. In questo modo, vi è già il foro centrale predisposto tramite il quale bisognerà procedere al passaggio dell’apposito bullone. In questa circostanza, occorrerà prestare attenzione a stampare un’immagine di dimensioni assolutamente in linea con quelle del disco.
Come funziona il disco di Newton?
Dopo la sua realizzazione, si è pronti a portare a termine l’esperimento. Il disco va posizionato sotto una fonte di luce bianca. Occorre poi farlo ruotare, spingendolo con la mano.
Nel momento in cui il disco raggiunge velocità alquanto elevate, chi lo guarderà percepirà la luce riflessa sempre più tendente al bianco. Come è possibile tutto questo? Sostanzialmente, per via della sovrapposizione della luce colorata che viene riflessa da ognuno dei sette settori circolari.
Un’interessante variante dell’esperimento
Una variante interessante dell’esperimento prevede la realizzazione di due fori ai lati del centro del cerchio in cartone. La loro distanza ideale è all’incirca di 2,5 centimetri. In seguito, bisognerà prendere dello spago di lunghezza attorno ai 2 metri. L’intento di fondo consisterà nel farlo passare all’interno dei due fori per poi legarlo alle estremità. La rotazione può essere caricata andando a girare il disco, affinché lo spago si attorcigli su se stesso.
Successivamente, andando a distendere di nuovo lo spago, tirandolo con le mani, il disco ruoterà a velocità superiori rispetto a quelle date dalla spinta manuale. Ragion per cui l’illusione ottica percepita, relativa alla luce riflessa sempre più tendente al bianco sarà subito evidente.
