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光的故事(三)渐入高潮,光的波动说和微粒说陆续登场

2019-08-06  本文已影响11人  三个爸爸实验室

光的故事(三

物理学发展到17世纪的下半个世纪,在这座天空划过一道闪电,一个金光闪闪的人物出现了,他的名字叫牛顿。

那首著名的诗文足以形容他的伟大之处:自然和自然的法则隐藏在黑暗中,上帝说,让牛顿去吧,于是一片光明。

牛爵爷到底有多牛,我们已经介绍过,就不多说了。他在物理学里的地位相当于儒家的孔子,道家的老子。

在那个科学的洪荒时代,只要是个科学家,都不会只涉猎一个领域,牛爵爷也不例外。他不但一手创立了牛顿力学体系,奠定了近代物理大厦的根基,还是数学领域的超级大牛,而对于光学,牛爵爷也没拉下。

1672年初,刚刚崭露头角的牛顿,因为制造了一台望远镜当选为英国皇家学会的会员。

在伽利略发明望远镜之后,天文学取得了飞速的发展,地心说也因此破产。但是,天文望远镜的制造却遇到了瓶颈。

传说伽利略用望远镜观察星空的时候,开普勒跟他借望远镜,伽利略不愿意借,但是开普勒就是造不出这个望远镜。

制造望远镜需要磨制镜片,而磨制镜片在当时是一门高深的技术活,不是什么人都能做的,也不像现代社会有各种机器可以打磨镜片。当时的科学家只能靠自己磨制镜片,但是动手这件事情,不是所有人都擅长的,于是很多科学家可以设计望远镜,但是却做不出来。

前文提到的胡克,就是一个擅长磨制镜片的高手,所以他在光学和仪器方面是一个权威。

而牛顿,在制作望远镜的过程中,试了很多次,就是磨制不出合适的镜片。

但是天才就是天才,既然做不到,那么我干脆彻底改变这个模式好了,于是牛顿改了流行的望远镜设计。

之前的设计是折射式望远镜,需要多个凹面镜,增加了望远镜的制作难度。而牛顿,设计了第一个反射式望远镜,只需要一个凹面镜,这样就大大简化了望远镜的制造难度,也缩短了望远镜的长度。

当时的牛顿才29岁,年轻气盛,正准备在光学和仪器方面大展拳脚。他提交给皇家协会的第一篇论文的内容是关于他所做的光的色散实验。

光的色散实验,现在我们在小学的时候就会接触到。一束光照射到三棱镜上,会分解出红橙黄绿蓝靛紫七种色彩。之前也有人发现光折射之后会产生不同的颜色,但是牛顿是第一次把这个实验精确呈现的人。

传说他为了做这个实验,在炎热的夏天,把自己关在一个完全封闭的黑色屋子里,只留了一个小孔透过一束白光。当时可没有空调,牛顿汗如雨下的做了这个实验。

当这束白光透进漆黑屋子里的三棱镜,在墙上呈现出美妙的光谱时,强烈的光照对比,让这个实验被誉为物理学最美实验。

在牛顿提交的关于这个实验的论文中,牛顿提出光是一群不同色彩的微粒,复合而成,在碰到三棱镜之后,又分解为不同颜色的微粒。

他的这篇论文被交给三个人评审,这三个人包括胡克。前面我们知道胡克最擅长的就是光学和仪器制造,现在牛顿的反射望远镜比胡克的先进,又在光学上第一次提出了光的色散实验。这让他感受到了威胁,胡克声称,牛顿论文中关于光的复合分解是剽窃的他1665年的思想,而牛顿提出的微粒说,完全就是个错误。

牛顿收到这个评价勃然大怒,花了4个月时间洋洋洒洒写了一篇长文,对每一点都进行了反驳,并且用非常尖刻的语言炮轰胡克。这样,一个人大言不惭在前,另一个人恶语相向在后,两个人开始成为毕生的死敌。

当然,这只是大战的开始,在这次事件之后,双方互相之间发表了几篇文章进行了论战。随着牛顿的注意力暂时转移到了别的方面,也没有正式的全面论证微粒说。而胡克,也是被牛顿激烈的言辞吓了一跳,没有继续咬住不放,两人进入了暂时的休战。

在这期间,光的波动说的另一个大将登上科学舞台,他就是荷兰物理学家惠更斯。惠更斯的出现,让第一次光的波粒战争走向了高潮。

下一期晨晨爸爸将带来实验

圆柱体大力士

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