在牛顿之前,大多数人们认为太阳光是纯洁神圣的白光,而绚丽的彩虹是物质发生了未知的相互作用而产生的。相对于普通人感性的想法,科学家们会理性的提出质疑:为什么会出现不同颜色的光呢?一部分科学家发现棱镜似乎能够分解太阳光,并且试图通过棱镜来解释太阳光的色散现象,但都没有给出正确的解释,除了牛顿。 牛顿对于光学有很浓厚的兴趣,他在通读了大量的光学论述之后,总结了前人的实验经验,设计了著名的色散实验: 牛顿准备了一间暗室,只留下一个小孔能透过太阳光。他将一块三棱镜放在小孔前,发现对面的墙壁上看到了一条人造彩虹——一条红、橙、黄、绿、青、蓝、紫相继排列的七色光带,后来,牛顿称它为光谱。
由此,人们终于了解到,太阳光并不是单纯的白光,而是一种由不同波长的单色光组成的复色光,棱镜使白光分开成各种色光的现象叫做色散。 色散现象在生活中很常见,比如说虹的原理。那么,在我们的工作中,色散是否也很常见呢?答案是肯定的。无论是球镜还是柱镜,其实都可以看做是以三棱镜为基本单位组成的,因而所有的镜片都会存在色散。我们用阿贝数来表示镜片的色散系数,阿贝数越小,色散越大;阿贝数越大,色散越小。当然,并不是所有的色散都会被我们感知到,镜片中央的色散几乎可以忽略,若镜片使用了低阿贝数的材料,我们通过镜片边缘视物,可能会感受到彩虹现象 。
想要避免彩虹现象,首先就要注意镜片材料的选取,选阿贝数较高的,色散会小一些。但是要注意,阿贝数和折射率也是相关的,一般来讲,镜片的折射率越高,越轻薄,但阿贝数会越低。所以对于高度屈光不正的人来讲,选取镜片时不能只考虑轻和薄,也不能只考虑低色散,要综合考虑,选取最合适的镜片。 在色散实验之后,牛顿还进行了后续的许多试验,如光谱的提纯,多种色光的复合等。牛顿的实验不仅为我们揭开了阳光和彩虹的神秘面纱,也给我们带来了感悟和思考。
所谓创新,并不一定是从无到有。对待学习和工作,我们应当像牛顿一样,对于获取新知识始终抱有热情;对于知识,吸取合理的,质疑不合理的,并且敢于提出自己的看法,并且验证它。这何尝不是一种创新呢?