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牛顿破解七色光奥妙|牛顿七色光

发布时间:2019-02-22 04:05:40 影响了:

  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。人们利用各种光学仪器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进扩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而形成的。
  牛顿将2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。他再将房间的百页窗放下,房内顿时漆黑一片。牛顿事先在百页窗上开有一个小洞,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的入射角度不同,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份了,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作了一些变动: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,它直观地显示出,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,结果造成星球的图像模糊,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,并把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。
  
  科技短波
  
  10万年后人种将完全分化
  人类学家前不久曾提出“M型社会”论说,指中产阶级逐渐消失。向上提升的人会跻身“上流社会”,往下沉沦则跌落为“下流社会”。英国一名科学家亦大胆预言,人类有朝一日会分成两个截然不同的亚种,一种是富有吸引力、高智能的统治精英,另一种是呆笨、样貌丑如妖怪的生物。
  伦敦政治经济学院进化理论学家柯里表示,10万年后,性择会造成两种极端人类亚种的出现。他在卫星电视频道发表的报告又指出,公元3000年,人类身体进化至高峰,身高将会介乎1.8至2.1米,寿命会有120岁。男性会更加英俊雄健,女性会更靓丽动人。不同人种互相结合,未来人类会拥有单一肤色――咖啡色。人类经过1000年时间到达进化巅峰。
  另外,由于人类对于完美婚配的追求,他们的后代优者更优,劣者愈劣,人类逐渐完全分化成“上流社会”与“下流社会”两个社会群体。

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