光的色散

瑤瑤

雨后的天空中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)美麗的彩虹，七種顏色的光帶整齊地排列成一道弧形，就像一根七彩的絲帶飄在空中。我們知道，那是陽(yáng)光通過(guò)云層中的水汽時(shí)發(fā)生折射所產(chǎn)生的現(xiàn)象。那你知道第一個(gè)系統(tǒng)研究這一現(xiàn)象的人是誰(shuí)嗎？

他就是大名鼎鼎的艾薩克·牛頓爵士。在牛頓之前的時(shí)代中，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了平常的白光在經(jīng)過(guò)無(wú)色玻璃和各種有色寶石的碎片時(shí)，會(huì)變成許多不同的色光，他們認(rèn)為這些色光是由于某種不知名原因產(chǎn)生的，與原本的白光沒(méi)有關(guān)系。而牛頓在這方面所做的實(shí)驗(yàn)和研究則顛覆了人們的認(rèn)知。

牛頓的實(shí)驗(yàn)是這樣的：他把一個(gè)房間的所有窗戶、門等透光的地方用厚實(shí)的布遮擋起來(lái)；屋子里什么也看不見(jiàn)，這就制造了一個(gè)暗室。在暗室向太陽(yáng)的一扇窗上開(kāi)一個(gè)小孔，讓一束窄的太陽(yáng)光通過(guò)這個(gè)小孔進(jìn)入室內(nèi)，在光束經(jīng)過(guò)的路徑上放一塊三角形的玻璃棱鏡，小洞對(duì)面的墻上就會(huì)觀察到一個(gè)由各種顏色的光斑組成的像，顏色排列的順序是紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫，牛頓把這組光斑叫做光譜。他在著作中記載道：“1666年初，我做了一個(gè)三角形的玻璃棱柱鏡，利用它來(lái)研究光的顏色。為此，我把房間封閉起來(lái)，在窗戶上開(kāi)一個(gè)小孔，讓適量的日光射進(jìn)來(lái)。我又把棱鏡放在光的入口處，使折射的光能夠射到對(duì)面的墻上去，當(dāng)我第一次看到由此而產(chǎn)生的鮮明強(qiáng)烈的光色時(shí)，我感到了極大的愉快?！睘榱私忉屓忡R實(shí)驗(yàn)中白光的分解現(xiàn)象，牛頓認(rèn)為白光是由各種不同顏色光組成的，玻璃對(duì)各種色光的折射本領(lǐng)不同，當(dāng)白光通過(guò)棱鏡時(shí)，各色光以不同角度折射，結(jié)果就被分開(kāi)成顏色光譜。白光通過(guò)棱鏡時(shí)，向棱鏡的底邊偏折，紫光偏折最大，紅光偏折最小。

牛頓的實(shí)驗(yàn)被稱作“光的色散實(shí)驗(yàn)”，它證明了自然界的光的確是由各種顏色的色光所組成的。后來(lái)，牛頓還做了許多實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證和發(fā)展這一成果，為光的色散理論奠定了基礎(chǔ)。今天，光譜分析被廣泛應(yīng)用于天文學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)等各種領(lǐng)域，成為人們研究光學(xué)和物質(zhì)結(jié)構(gòu)的主要手段之一。