光的色散 趣味发现放大镜 牛顿的七色光谱实验 “物理最美实验”之一

沃德科学仪器　04-09 16:50

雨后的天空中，美丽的彩虹所堵头的七种颜色的光带整齐地排列成一道弧形，我们知道那是阳光通过云层中的水汽时发生折射所产生的现象。那你知道第一个系统研究这一现象的人是谁吗？

他就是大名鼎鼎的艾萨克·牛顿爵士。在牛顿之前的时代中，人们已经发现了平常的白光在经过无色玻璃和各种有色宝石的碎片时，会变成许多不同的色光，他们认为这些色光是由于某种不知名原因产生的，与原本的白光没有关系。而牛顿在这方面所做的实验和研究则颠覆了人们的认知。

牛顿的实验是这样的：他把一个房间的所有窗户、门等透光的地方用厚实的布遮挡起来，屋子里什么也看不见，这就制造了一个暗室。在暗室向太阳的一扇窗上开一个小孔，让一束窄的太阳光通过这个小孔进入室内，在光束经过的路径上放一块三角形的玻璃棱镜，小洞对面的墙上就会观察到一个由各种颜色的光斑组成的像，颜色排列的顺序是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，牛顿把这组光斑叫做光谱。

他在著作中记载道：“1666年初，我做了一个三角形的玻璃棱柱镜，利用它来研究光的颜色。为此，我把房间封闭起来，在窗户上开一个小孔，让适量的日光射进来。我又把棱镜放在光的入口处，使折射的光能够射到对面的墙上去，当我第一次看到由此而产生的鲜明强烈的光色时，我感到了极大的愉快。”

为了解释三棱镜实验中白光的分解现象，牛顿认为白光是由各种不同颜色光组成的，玻璃对各种色光的折射本领不同，当白光通过棱镜时，各色光以不同角度折射，结果就被分开成颜色光谱。白光通过棱镜时，向棱镜的底边偏折，紫光偏折最大，红光偏折最小。

牛顿的实验被称作“光的色散实验”，它证明了自然界的光的确是由各种颜色的色光所组成的。后来，牛顿还做了许多实验来验证和发展这一成果，为光的色散理论奠定了基础。

今天，光谱分析被广泛应用于天文学、物理学、化学和生物学等各种领域，成为人们研究光学和物质结构的主要手段之一。