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光的简史6:牛顿发现色散现象 用微粒说解释光的颜色 跟胡克差不多同时代的牛顿,工作领域主要在力学和天文学,他的主要研究成果是牛顿三大定律和万有引力定律。在人类历史上,能够与牛顿所表现出的巨大创造力和对于科学和人类文明的巨大影响,相提并论的人不多。 早在1664年,牛顿就怀着极大的兴趣和热情对光学进行了研究。牛顿不仅擅长数学计算,而且能够自己动手,制造各种设备和从事精细实验。 1666年,牛顿采用三棱镜,进行了著名的色散实验,发现了白光是由各种不同颜色的光组成的。这是牛顿对光学的第一大贡献。 牛顿为了验证这个发现,又设法把几种不同的单色光合成白光,并且计算出不同颜色光的折射率,精确地说明了色散现象,揭开了物质的颜色之谜。原来物质的色彩,是不同颜色的光在物体上,有不同的反射率和折射率造成的。 由于发现了白光的组成,牛顿意识到,折射望远镜透镜存在无法消除的色散问题。于是牛顿开始着手设计和制造反射望远镜。1668年,他终于制成了第一架反射望远镜样机。这是牛顿对光学的第二大贡献。 1671年,牛顿把经过改进的反射望远镜,献给了英国皇家学会,于是名声大振,被选为皇家学会会员。反射望远镜的发明,奠定了现代大型光学天文望远镜的基础。 在光学方面,牛顿还观察到著名的“牛顿环”等光学现象。 牛顿把光学方面的研究成果,写成了《关于光和颜色的理论》的论文。在这篇论文中,他提出了光的“微粒学说”,认为光是由微粒形成的,并且走的是最快速的直线运动路径。他认为,光的复合和分解就像不同颜色的微粒,混合在一起又被分开一样。在这篇论文里,他用微粒学说阐述了光的颜色理论。 然而,1672年,当已成为皇家学会会员的牛顿,信心满满地向皇家学会评议委员会,递交了这篇论文后,带给牛顿的却是极富戏剧性的令人难以接受的结果。 回望那个时代,如果把“波粒第一次大论战”视为一颗雷,那么,波义耳的颜色论断就是为这颗雷插上了引信,牛顿递交论文无疑就是在点燃引信……
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