提
起牛頓,你們都曉得他發(fā)明了微積分,發(fā)覺了萬有引力定理和精典熱學(xué)牛頓發(fā)明三棱鏡的故事,設(shè)計(jì)并實(shí)際制造了第一架反射式望遠(yuǎn)鏡等等。
那位被譽(yù)為人類歷史上最偉大,最有影響力的科學(xué)家,不僅在熱學(xué)方面有十分卓越的成就之外,他還發(fā)覺了對現(xiàn)代數(shù)學(xué)學(xué)特別有價(jià)值的一個(gè)理論:
七色光——光的色散實(shí)驗(yàn)
讓我們一起瞧瞧,生活在17世紀(jì)的牛頓,是如何發(fā)覺七色光的吧。
故事背景
牛頓一向喜愛鉆研光學(xué),有段時(shí)間,牛頓對彩虹這一司空見慣的自然現(xiàn)象造成了注意。他開始做實(shí)驗(yàn)研究彩虹現(xiàn)象背后的奧秘。
三天,天氣挺好,陽光從窗戶射進(jìn)屋內(nèi),牛頓掏出一塊玻璃三棱鏡打算實(shí)驗(yàn)。
突然,他發(fā)覺地面上出現(xiàn)了紅、黃、青、紫等顏色的光排成的艷麗絲帶。
這是如何回事呢?他已多次使用過這塊三棱鏡,但從來沒有見過這些現(xiàn)象。
牛頓開始認(rèn)真地研究這一現(xiàn)象,莫非黑色的陽光是由這七種顏色的光組成的嗎?
思索
牛頓很快發(fā)覺了對這一現(xiàn)象的解釋:藍(lán)色的光通過三棱鏡后之所以弄成依次排列的各式光,并不是白光有復(fù)雜成份,而是白光與棱鏡互相作用的結(jié)果。
事實(shí)是這樣的嗎?
牛頓是個(gè)非常認(rèn)真的人,要讓他相信哪些,除非是他親眼所見或則親身經(jīng)歷過。
牛頓開始這樣考慮問題,假若白光通過棱鏡后弄成七種顏色的光是因?yàn)榘坠馀c棱鏡的互相作用,這么這種各類顏色的光經(jīng)過第二個(gè)棱鏡時(shí)必然會再度改變顏色。
驗(yàn)證
他按照自己的看法繼續(xù)做實(shí)驗(yàn),他在棱鏡前面豎放一伸開有小孔的屏,這樣轉(zhuǎn)動后面的棱鏡,就可以使不同顏色的光單獨(dú)地穿過小孔。在屏的旁邊再放一塊三棱鏡,才能觀察到這種單色光通過第二塊棱鏡后顏色是否會改變。
但實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明,這種單色光經(jīng)過第二塊棱鏡后沒有再分解牛頓發(fā)明三棱鏡的故事,顏色也沒有變化,看來他人的解釋并不正確。
接著牛頓開始想,既然一塊棱鏡能把白光分解成七種顏色的光,這么用另一塊棱鏡就可能使這種彩色的光復(fù)原為白光。于是他又在第一塊棱鏡后倒放了一塊內(nèi)角較大的棱鏡,果然實(shí)驗(yàn)成功了,七種顏色的光帶又弄成白光。
總結(jié)
這種成功的實(shí)驗(yàn)使牛頓認(rèn)識到黑色的陽光確具有復(fù)雜的成份,它由七種不同顏色的光組成。三棱鏡之所以能把它們分開,是由于各類單色光相對于棱鏡有不同的折射率。
后來牛頓的發(fā)覺得到科學(xué)界的承認(rèn)并被寫進(jìn)教科書,而這種實(shí)驗(yàn)則被稱為知名的“光的色散實(shí)驗(yàn)”。
聽到這兒,有沒有發(fā)覺
牛頓的思維方法
從觀察現(xiàn)象——思考——驗(yàn)證——總結(jié)規(guī)律
是特別科學(xué)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?span style="display:none">VA5物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
而這個(gè)思維方法,
是千百年來人類探求世界、摸索規(guī)律的定理
讓小孩們置身實(shí)驗(yàn)室做科學(xué)實(shí)驗(yàn)
為的除了是見到各類新奇的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
更要培養(yǎng)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S方法
以這些思維的定理
去面對今后更細(xì)分、更深入的科學(xué)體系
這也是桔瓣科學(xué)體系實(shí)驗(yàn)課的本意
2016最后一場光學(xué)實(shí)驗(yàn)
一起瞧瞧牛頓阿姨發(fā)覺的光學(xué)奧秘
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