【光的色散】谁发现光的色散现象

【光的色散】谁发现光的色散现象

【答案】 阳光是白色的吗?——光的色散的发现
　　在自然科学中,光学是一门历史悠久、内容丰富的学科,因而人类的科学进步始终与光学的发展和人们对于光的认识有着极其密切的关系.在光学发展300多年的历史上,许多著名的科学家都进行过这一科学领域的研究,人类最伟大的科学家牛顿就是其中之一,而且他在实验物理方面的工作主要是体现在光学上.
　　发现七彩光带
　　牛顿在大学期间,特别喜欢物理实验,因而接触到了许多光学仪器.虽然当时光学仪器的缺陷和毛病很多,但大家都找不出其根源所在.对于这一问题牛顿牢牢地记在心里,他想一旦有了机会必须弄清楚它们.
　　1665年,牛顿大学毕业了.当时的英国正受到瘟疫的侵袭,为了减少传染的机会学校都关了门,无学可上的牛顿只好回到农村的家中.他虽然也去田间干农活,但更多的精力却是用于科学研究,其任务之一就是要弄清大学实验室的光学仪器为什么会有那么多的不足.
　　那个时代的光学仪器还非常原始,无非是一些平面镜、凹、凸透镜及三棱镜等元件.因而牛顿能够在家里方便地开展自己的研究工作.
　　一天,天气很好,阳光从窗子射进屋内,牛顿拿出一块玻璃三棱镜准备实验.忽然,他发现地面上出现了红、黄、青、紫等颜色的光排成的鲜艳彩带.这是怎么回事呢?他已多次使用过这块三棱镜,但从来没有见过这种现象.
　　牛顿开始认真地研究这一现象,他用支架把三棱镜安放好,接着拿出两张硬纸板.在一张纸板上刻出一条缝放在棱镜前面,将另一张放在棱镜后面做光屏.当一束阳光穿过窄缝射到棱镜上时,在进入棱镜的一面发生一次折射,从棱镜的另一面射出时又发生一次折射.经过两次折射后,光线的方向变了,在后面的屏上形成一条由红、橙、黄.绿、蓝、青、紫七种颜色排开的彩色光带.难道白色的阳光是由这七种颜色的光组成的吗?牛顿还不能肯定,他开始查找资料.他很快发现了对这一现象的解释：白色的光通过三棱镜后之所以变成依次排列的各色光,并不是白光有复杂成分,而是白光与棱镜相互作用的结果.
　　决不轻信别人
　　事实是这样的吗?牛顿是个特别认真的人,要让他相信什么,除非是他亲眼所见或
　　者亲身经历过.
　　牛顿开始这样考虑问题,如果白光通过棱镜后变成七种颜色的光是由于白光与棱镜的相互作用,那么这些各种颜色的光经过第二个棱镜时必然会再次改变颜色.他根据自己的想法继续做实验,他在棱镜后面竖放一张开有小孔的屏,这样转动前面的棱镜,就可以使不同颜色的光单独地穿过小孔.在屏的后面再放一块三
　　棱镜,就能观察到这些单色光通过第二块棱镜后颜色是否会改变.但实验的结果表明,这些单色光经过第二块棱镜后没有再分解,颜色也没有变化,看来别人的解释并不正确.
　　接着牛顿开始想,既然一块棱镜能把白光分解成七种颜色的光,那么用另一块棱镜就可能使这些彩色的光复原为白光.于是他又在第一块棱镜后倒放了一块顶角较大的棱镜,果然实验成功了,七种颜色的光带又变成白光.
　　这些成功的实验使牛顿认识到白色的阳光确具有复杂的成分,它由七种不同颜色的光组成.三棱镜之所以能把它们分开,是因为各种单色光相对于棱镜有不同的折射率.后来牛顿的发现得到科学界的承认并被写进教科书,而这些实验则被称为著名的“光的色散实验”.
　　牛顿与现代光谱学
　　光的色散现象的发现是十七世纪的事情,这在当时并无特别重要的意义,但是牛顿的那些实验却开创了现代物理学的重要领域——光谱学研究的先河.
　　随着科学的发展和技术的进步,人们逐渐发现了红外线、紫外线以及各种各样的其它光谱,更重要的是认识到这些光谱反映了物质的微观世界——分子、原子里面发生的事情.因而光谱学的研究就成为科学家认识物质微观结构的有力手段.
　　通过光谱学,人类发现了新的物质元素,找到了“解释原子密码”的依据.特别是本世纪60年代后,随着激光技术、计算机以及各种先进的电子技术、测量技术的出现,人们更容易获得各种物质元素的光谱,并且更为方便准确地进行研究.通过光谱反映的信息,了解它们的成分和结构、弄清它们的理化性质.可以说,没有光谱学的成就,就不会有物理学、生物学、化学等许多科学的今天.
　　目前,光谱学已发展成为一门内容丰富的专门学科.从物质结构上讲,有原子光谱学,分子光谱学；从光谱波长上分,有x射线光谱学,红外线光谱学；从光谱形式上看,有激光光谱学,荧光光谱学……而且,光谱学的应用已遍及于化学、生物学、天文学、地质学、冶金学、医学、刑事学等几乎现代科学的所有领域.
　　今天,光谱学的发展远远超越了牛顿所研究的范围,但是我们不应忘记牛顿的功绩：他发现了获得光束中电磁辐射的强度按波长或频率分布的一个表象的原始方法.
　　【『有图片』】

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