牛顿对光学的研究(2)
为了证明红光和蓝光各具不同的折射性能,牛顿用棱镜做了如下的实验。如图所示,在一张黑线上画一条线,半边为深蓝色,半边为深红色,比棱镜观看,只见这根线好象折断了似的,分界处正是红蓝之交,蓝色部分比红色部
为了证明红光和蓝光各具不同的折射性能,牛顿用棱镜做了如下的实验。如图所示,在一张黑线上画一条线,半边为深蓝色,半边为深红色,比棱镜观看,只见这根线好象折断了似的,分界处正是红蓝之交,蓝色部分比红色部分更靠近棱脊。可见蓝光比红光受到更大的折射。
为了证明色散现象不是由于棱镜跟阳光的相互作用,也不是由于其它原因,而是由于不同颜色具有不同的折射性,牛顿又做了一个实验。他拿三个棱镜做实验,三个棱镜完全相同,只是放置方式不一样,如图所示,倘若分散是由于棱镜的不平或其它偶然的不规则性,那么第二个棱镜和第三个棱镜就会增加这一分散性。可是实验结果是,原来分散的各种颜色,经过第二个棱镜后又还原成白光,形状和原来的一样。再经过第三个棱镜,又分解成各种颜色。由此证明,棱镜的作用是使白光分解为不同成分,又可使不同光分合成为白光。牛顿的这一科学论断和当时已流传上千年的观念是格格不入的。他预料会遭到科学界的反对,于是又做了一个很有说服力的实验。牛顿把这个实验称为判决性实验,如图所示。他拿两块木板,一块放在窗口紧贴棱镜处,光从平行进入后经棱镜折射穿过小孔,各种颜色以不同的角度射向另一块木板。离约4米远,板上也开有不孔,在后面也放有一块三棱镜,使穿进的光再折射后抵达墙壁。牛顿手持第一块棱镜,缓缓绕其轴旋转,这样使第二块木板上的不同颜色的光相继穿过到达三棱镜。实验结果是:被第一块棱镜折射得最厉害的紫光,经第二块棱镜也偏折最多。由此可见,白光确是由折射性能不同的光组成。在色散实验的基础上,牛顿总结出了几条规律,即:
1.光线随其折射率不同,色也不同。色不是光的变态,而是光线原来的、固有的属性。
2.同一色属于同一折射率,不同的色,折射率不同。
3.色的种类和折射的程度是光线所固有的,不会因折射、反射或其它任何原因而改变。
4.必须区分两种颜色,一种是原始的、单纯的色,另一种是由原始的颜色复合而成的色。
5.本身是白色的光线是没有的我,白色是由所有的光线按适当比例混合而成的色。
6.由此可解释棱镜形成各种色绵现象及彩虹的形成。
7.自然物体的色是由于对某种光的反射大于其它光反射的缘故。
8.把光看成实体有充分的根据。
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