七色光 [七色光的奥妙]
时间：2019-02-10 04:42:59 来源：达达文档网 本文已影响 人 
我们这个世界色彩斑斓，但五颜六色是从哪里来的?自古以来人们就一直在思索这个问题。古希腊大学者亚里士多德认为，各种不同的颜色是由于照射到物体上的亮光和暗光按不同比例混合所造成的。
中世纪时，随着显微镜的发明，掀起了一个“玩光”的热潮。人们利用各种光学元件观察五花八门的光学现象，你看：凸透镜能将小字放大；凹透镜能将大字缩小；三棱镜更是好玩，一束太阳光经过它折射后，会生成一条色带(后来被称为光谱)，依红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的顺序排列。奇怪!白色的阳光通过三棱镜后为什么会变成七彩色带了?当时比较权威的一种解释是，从太阳表面不同点发出的光经过棱镜时的角度各不相同，这造成三棱镜对这些光线折射的不同，结果就形成不同颜色。
英国年轻的科学家牛顿不迷信权威的说法，1666年他亲手制作了两个光学质量很好的三棱镜，并设计了一个“判决性实验”，来断定太阳光谱的形成是否是由于折射的不同。如图所示，牛顿将两个棱镜隔开一段距离放置，在它们中间放一个屏幕，屏幕中间开有一条垂直的狭缝。他再将房间的百叶窗放下，房内顿时漆黑一片。牛顿事先在百叶窗上开有一个小洞，这时外面的阳光透过这个小孔射向第一个棱镜，很自然这束阳光透过棱镜后，色散成一条彩带并投射在屏幕上。牛顿将第一个棱镜转动了几次，使光谱的红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7条色带，依次投射到狭缝上。这样，7种不同颜色的光又通过狭缝再投射到第二个棱镜上。奇怪的是，7种色光透过第二个棱镜的折射后虽然各自的折射角更大，但却不再展现出色带，而只显示各自的颜色。
牛顿仔细分析了这个实验。很显然，如果造成光谱的原因是由于光在入射时的角度不同，导致棱镜对它的折射不同，那么，各种色光从狭缝入射到第二个棱镜时的入射角度也不同，理应由于折射的不同再造成一次色散而形成新的光谱。实验结果却对这种推论“宣判”了死刑。究竟怎样来解释太阳光(白光)通过三棱镜后形成光谱的现象呢?
经过一段时间的思考，牛顿提出了这样的解释：白光是由折射能力各不相同的色光混合而成的，当白光透过棱镜时，由于各种色带的折射能力不同，于是“各奔东西”，造成这些色光彼此远离而形成一条七彩色带；对于其中的一种色光来讲，由于它已经是单一成分了，即使再通过棱镜也不会造成色散，而依然“保持本色”，只不过在第二次透过棱镜后，折射得更厉害一些罢了。
判决了旧理论的死刑，又怎样来证实新理论的新生呢?为此，牛顿又做了一个“支持性实验”。他在上述实验装置上做了一些变动：撤走了第二个棱镜和屏幕，。在屏幕的位置上放一只很大的凸透镜。牛顿让经过第一个棱镜的色散后的光谱投射到凸透镜上，结果，所有7种颜色的光经过凸透镜后就会聚成一束白光了!由此，他直观地显示出，白光是由这些色光混合而成的。
“白光是由这些色光混合而成的”，这是一个重大的发现。它立即被应用到一系列重要领域中。在牛顿时代，望远镜的色差严重影响着观测的精确性。所谓色差是指星球发出的白光经过望远镜时，由于组成白光的各种色光的折射率不同，结果造成星球的像很模糊，在其边缘总有一圈颜色。在牛顿之前的许多科学家，都绞尽脑汁想去掉望远镜的色差，但谁也没有成功。牛顿提出了白光形成的新理论后，他马上将这一理论运用到改进望远镜上。他成功地应用一种由凹凸透镜组合而成的望远镜，一举消除了色差。牛顿的这一成功，奠定了现代大型光学天文望远镜的基础。
