- 自然科學名家名作中的為什么
- 隋國慶
- 925字
- 2019-01-03 23:45:43
牛頓的《關于光和色的新理論》有什么新發現?
《關于光和色的新理論》是牛頓在1682年發表的著名論文。在這篇論文之中,牛頓闡述了他的新發現,建立了白光形成的新理論。這一理論奠定了現代大型光學天文望遠鏡的基礎。
1682年,牛頓發表了著名的論文《關于光和色的新理論》。1704年,他又出版了他的重要著作《光學》。在他的論文和著作中,他闡述了“白光是由各種色光混合而成的”這一個重大的發現。牛頓為什么要說白光是由各種色光混合而成的呢?這是他通過多次實驗而得出的結論。
1666年,牛頓親手制作了兩個光學質量很好的棱鏡片,并設計了一個實驗,來斷定太陽光譜的形成是否是由于折射的不同。他將兩個棱鏡隔開一段距離放置,在它的中間放一個屏幕,屏幕中間開有一條垂直的狹縫。他再將房間的百葉窗放下,百葉窗上事先開有一個小洞。這時,房間里一片漆黑,只有小洞透出一束陽光。當陽光從這個小洞射向棱鏡后,便透過棱鏡色散成一條彩帶并投射在屏幕上。牛頓將第一個棱鏡轉動了幾次,使光譜的紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七條色帶,依次投射到狹縫上。這樣,七種不同顏色的光又通過狹縫再投射到第二個棱鏡上。奇怪的是,七種色光透過第二個棱鏡的折射后雖然各自的折射角更大,但卻不再展現出色帶,而只顯示各自的顏色。
牛頓仔細分析了這個實驗,并經過了一段時間的思考,得出了這樣的結論:白光是由折射能力各不相同的色光混合而成的。當白光透過棱鏡時,由于各種色光的折射能力不同,于是“各奔東西”,造成這些色光彼此遠離而形成一條七彩色帶,彩虹就是這樣形成的。對于其中的一種色光來說,由于它已經是單一成分了,即使再通過棱鏡也不會造成色散,只不過在第二次透過棱鏡后,折射得更厲害一些罷了。
為了證實這一新的發現,牛頓又做了一個實驗。他在上述實驗裝置上作了一些變動:撤走了第二個棱鏡和屏幕,在屏幕的位置上放一只很大的凸透鏡,牛頓讓經過第一個棱鏡色散后的光譜投射到凸透鏡上,結果所有七種顏色的光經過凸透鏡后就匯聚成一束白光了。由此,他直觀地顯示出,白光是由這七色光混合而成的。
牛頓提出了白光形成的新理論后,他馬上把這一理論運用到改進望遠鏡上。他成功地應用一種由凹凸透鏡組合而成的望遠鏡,一舉消除了色差。牛頓的這一發現,奠定了現代大型光學天文望遠鏡的基礎。
