牛顿与光的色散
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牛顿与光的色散
牛顿(Isaas Newton,1642—1727)英国物理学家、天文学家、数学家和自然哲学家,经典力学体系的奠基人,被称为力学之父。在物理学的很多分支都有很大的成就。他在伽利略等人工作的基础上,对力学进行了系统的研究,建立了牛顿三定律,奠定了经典力学的基础。他还发展了开普勒等人的工作,发现了万有引力定律。在光学方面,他于1666年用三棱镜分析日光,发现白光是由不同颜色的光构成的,为光谱分析奠定了基础,于1675年观察到牛顿环。关于光的本性,他主张光的微粒说。在热学方面,他确定了冷却定律;在天文方面,1671年创制了反射望远镜,初步考查了行星运动规律,解释了潮汐现象,说明了岁差现象等。牛顿还最早提出了发射人造卫星的设想。牛顿在数学上的最大功绩是和莱布尼兹同时发明了微积分。后人为纪念他,将力的单位定名为牛顿。
牛顿小时侯的一天上午,他用一根麦管一边蘸着肥皂水,一边吹着,一个个五颜六色的肥皂泡,在阳光的照耀下,闪烁着缤纷的色彩.他好奇的想着,这是怎么回事呢?
十几年后,牛顿因为躲避瘟疫从首都回到了故乡,不由得想起小时侯的问题。他决心解开肥皂泡的秘密。牛顿将房间的百叶窗放下,房内顿时暗了下来。他在百叶窗上挖了一个小孔,外面的阳光透过这个小孔投射到一个三棱镜上,透过棱镜后,光线的颜色散成一条彩带投射到房子中间的屏幕上,在屏幕上留下了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七条彩带。然后,牛顿在屏幕中间开了一条垂直的狭缝,他将棱镜不断转动,使光的红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七条彩带依次投射到狭缝上。在屏幕的后面,牛顿又安放了一个三棱镜,这样,七色光依次透过第一个屏幕狭缝,再经过第二个三棱镜,最后投射到靠墙的第二个屏幕上。这时,奇异的现象出现了,第二个屏幕出现的是单一颜色的光,却不是七色的光。这说明我们见到的白光,是可以分解成七种颜色的光的。
看着眼前的景象,牛顿异常兴奋。他想,我能不能把这七种颜色的光再还原成像太阳一样的白光呢?
于是,他又开始了还原白光的实验。牛顿在这次实验中用一只很大的凸透镜代替了第二个三棱镜,结果,经过第一个三棱镜分离后的光投射到凸透镜后,七种颜色的光又会聚成了一束白光!这个实验证实:白光是由这七种长短不等颜色不同的光波组成的。
就这样,牛顿经过不断的实验,解开了小时侯的谜团,并且发现了光学中的一个十分重要的原理——色散和聚合原理。