光是自然界中十分常见的元素,那么人类是如何认识光的呢?
人类第一次对光的定义来自亚里士多德,他提出光的精华是白色,颜色是由明和暗组成。但牛顿通过色散实验,发现白光是由七种颜色构成的,并提出了光的微粒学说,推翻了亚里士多德的说法。
牛顿的色散实验
17世纪,人们普遍认为白光是一种纯净且没有其他颜色的光,而彩色光是一种不知何故发生变化的光。牛顿开始对光学进行研究,是为了降低和消除望远镜的色差。他设计了一个非常巧妙的实验:仅用一束光、一块三棱镜,就让太阳光现了“原形”。
当一束光从小孔射进昏暗的房间,照射在放置好的三棱镜上时,墙上出现了一个由7种颜色组成的光带,这就是牛顿当时看到的画面。
光色奥秘
牛顿以此提出了光的微粒学说。他设想光是由无数微小的粒子构成,这些粒子如同箭矢般,在空间中直线穿梭。这种现象到底是怎么回事呢?
现在,让我们来重复牛顿的色散实验,当我们拿起“光色奥秘”展项中的棱镜,放在现场准备好的光线下,调整角度,便能看到墙上会出现七彩的光带。
光的微粒学说很好地解释了光的直进、反射和折射现象,简洁明了,让它迅速赢得了广泛认可,成为当时解释光学现象的主流理论。然而,随着科学研究的深入,一些复杂的光学现象,如光的衍射与干涉,却对微粒说提出了挑战。
那么,光的本质到底是什么?是波还是粒子?彩虹的形成和这些现象有哪些关系?只有下雨天才能见到彩虹吗?
想要了解这些关于光的秘密,不妨来北京科学中心二号楼主展馆一层“科学再发现”展厅,重复科学家们的实验,揭开光的神秘面纱吧!
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来源: 数字北京科学中心





