牛頓光的色散發(fā)現過程

1、【牛頓與光的色散】牛頓光的色散發(fā)現過程讓一束白光射到玻璃棱鏡上，光線經過棱鏡折射以后就在另 一側面的白紙屏上形成一條彩色的光帶，其顏色的排列是靠近棱 鏡頂角端是紅色，靠近底邊的一端是紫色，中間依次是橙黃綠藍 靛，這樣的光帶叫光譜。光譜中每一種色光不能再分解出其他色 光,稱它為單色光。由單色光混合而成的光叫復色光。自然界中 的太陽光、白熾電燈和日光燈發(fā)出的光都是復色光。在光學發(fā)展的早期，對顏色的解釋顯得特別困難。在牛頓以 前，歐洲人對顏色的認識流行著亞里士多德的觀點。亞里士多德 認為，顏色不是物體客觀的性質，而是人們主觀的感覺，一切顏色 的形成都是光明與黑暗、白與黑按比例混合的結果。1663年波

2、 義耳也曾研究了物體的顏色問題，他認為物體的顏色并不是屬于 物體的帶實質性的性質，而是由于光線在被照射的物體表面上發(fā) 生變異所引起的。能完全反射光線的物體呈白色，完全吸收光線 的物體呈黑色。另外還有不少科學家，如笛卡兒、胡克等也都討 論過白光分散或聚集成顏色的問題,但他們都主張紅色是大大地 濃縮了的光，紫光是大大地稀釋了的光這樣一個復雜紊亂的理 論。所以在牛頓以前，由棱鏡產生的折射被假定是實際上產生了 色，而不是僅僅把已經存在的色分離開來。當白光通過無色玻璃和各種寶石的碎片時，就會形成鮮艷的 各種顏色的光，這一事實早在幾個世紀之前人們就已有了解，可 是直到17世紀中葉以后，才由牛頓通過實驗研究

3、了這個問題。世界上第一個真正揭開光色之謎的是英國科學家牛頓。事 情發(fā)生在1666年，當時望遠鏡剛剛發(fā)明不久，看起來還很不清 晰。牛頓則設法加以改進，為此他從光線通過玻璃的現象開始研 究（如圖所示。）在牛頓的研究室里，窗戶用厚窗簾遮得嚴嚴實實 的，房間里一片漆黑。從窗戶上所開的一個小孔射進來一束太陽 光，牛頓讓這一束太陽光射到一個三棱鏡上，結果出現了意想不 到的奇跡:在對面白面的紙屏上出現了一條彩色的光帶，而且這 條光帶的顏色是按紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫的順序排列的, 與天空在雨過天晴后出現的彩虹十分相似。這就是物理學中所 說的光的色散現象。牛頓想：如果太陽含有這七種顏色的光，反 過來，把這七

4、種顏色的光聚集在一起,就應該會還原成白光。為 此,他又準備了質地相同、大小一樣的第二個三棱鏡。從第一個 三棱鏡分解出來的七色光帶，通過第二個三棱鏡后果然又還原成 原來的白色光了。牛頓的色散實驗表明，太陽光是由許多不同顏 色的光混合而成的。物理學中把不能再分解的色光叫做單色光, 由單色光混合而成的光叫做復色光。太陽光就是一種復色光。牛頓通過一系列的色散實驗和理論研究，把結果歸納為幾 條,其要點如下：光線隨著它的折射率不同而顏色各異。顏色不是光的變 樣，而是光線本來就固有的性質。同一顏色屬于同一折射率，反之亦然。顏色的種類和折射的程度為光線所固有，不因折射、反射 和其它任何原因而變化。必須區(qū)別本來單純的顏色和由它們復合而成的顏色。不存在自身為白色的光線。白色是由一切顏色的光線適 當混合而產生的。事實上,可以進行把光譜的顏色重新合成而得 到白