光的色散

瑤瑤

雨后的天空中，有時會出現美麗的彩虹，七種顏色的光帶整齊地排列成一道弧形，就像一根七彩的絲帶飄在空中。我們知道，那是陽光通過云層中的水汽時發(fā)生折射所產生的現象。那你知道第一個系統(tǒng)研究這一現象的人是誰嗎？

他就是大名鼎鼎的艾薩克·牛頓爵士。在牛頓之前的時代中，人們已經發(fā)現了平常的白光在經過無色玻璃和各種有色寶石的碎片時，會變成許多不同的色光，他們認為這些色光是由于某種不知名原因產生的，與原本的白光沒有關系。而牛頓在這方面所做的實驗和研究則顛覆了人們的認知。

牛頓的實驗是這樣的：他把一個房間的所有窗戶、門等透光的地方用厚實的布遮擋起來；屋子里什么也看不見，這就制造了一個暗室。在暗室向太陽的一扇窗上開一個小孔，讓一束窄的太陽光通過這個小孔進入室內，在光束經過的路徑上放一塊三角形的玻璃棱鏡，小洞對面的墻上就會觀察到一個由各種顏色的光斑組成的像，顏色排列的順序是紅、橙、黃、綠、青、藍、紫，牛頓把這組光斑叫做光譜。他在著作中記載道：“1666年初，我做了一個三角形的玻璃棱柱鏡，利用它來研究光的顏色。為此，我把房間封閉起來，在窗戶上開一個小孔，讓適量的日光射進來。我又把棱鏡放在光的入口處，使折射的光能夠射到對面的墻上去，當我第一次看到由此而產生的鮮明強烈的光色時，我感到了極大的愉快。”為了解釋三棱鏡實驗中白光的分解現象，牛頓認為白光是由各種不同顏色光組成的，玻璃對各種色光的折射本領不同，當白光通過棱鏡時，各色光以不同角度折射，結果就被分開成顏色光譜。白光通過棱鏡時，向棱鏡的底邊偏折，紫光偏折最大，紅光偏折最小。

牛頓的實驗被稱作“光的色散實驗”，它證明了自然界的光的確是由各種顏色的色光所組成的。后來，牛頓還做了許多實驗來驗證和發(fā)展這一成果，為光的色散理論奠定了基礎。今天，光譜分析被廣泛應用于天文學、物理學、化學和生物學等各種領域，成為人們研究光學和物質結構的主要手段之一。