正文 第2章 光的色散實驗(2)(3 / 3)

顏色理論作為牛頓發表的第一項科學成就,並沒有得到一致的讚同。當時公認的傑出光學家惠更斯就曾懷疑過運用這種理論能否解釋所有的顏色現象。自然哲學教授帕底誤解了它的大部分內容以致看不到它的價值。而自居皇家學會要位的胡克的評論更令人失望,他隻是稱這種理論為一種“假說”,並指出這種“假說”在解釋薄板的顏色這個問題上所存在的缺點。

為了回答胡克提出的問題,牛頓又做了一係列實驗,在實驗過程中,他又發現了牛頓環現象。

牛頓取來兩塊玻璃鏡,一塊是427米望遠鏡用的平凸透鏡,另一塊是1524米望遠鏡用的大型雙凸透鏡,在雙凸透鏡上放上平凸透鏡,讓它的平麵朝下,然後慢慢地把它們壓緊,接觸點的周圍就形成一組明暗相間的同心圓環。壓力漸漸增大,圓環的中心陸續出現各種顏色,然後再把上麵的玻璃慢慢抬起,使之離開下麵的玻璃體,於是這些顏色又在圓環中心相繼消失。在壓緊玻璃體時,在別的顏色中心最後出現的顏色,初次出現時看起來像是一個從周邊到中心幾乎均勻的色環;再壓緊玻璃體時,這色環會逐漸變寬,直到新的顏色在其中心出現,而它就成為包在新色環周圍的色環;再進一步壓緊玻璃體時,這個環的直徑會不斷增大,而其周邊的寬度會減少,直到另一種新的顏色在最後一個色環的中心現出……如此繼續下去,第三、第四、第五種以及隨後不斷在中心現出的別種顏色,並成為包在最內層顏色外麵的一組色環,最後的一種顏色是黑色的圓點。反之,若是抬起上麵的玻璃鏡,使其離開下麵的透鏡,色環的直徑就會縮小,其周邊寬度則增大,直到它的顏色陸續到達中心,後來它們的寬度變得相當大,這樣就更容易認出和識別出它們各自的顏色了。在透鏡接觸點處所形成的透明中心點之後,接著出現的是藍色、白色、黃色和紅色,其中藍色比較暗淡。緊接著包在這些色環外麵的色環的顏色次序是紫色、藍色、綠色、黃色和紅色,隻是綠色

的量很少,似乎比其他顏色顯得模糊暗淡得多。第三組色環的順序是紫、藍、綠、黃和紅色。在此以後,是由紅色和綠色所組成的第四組色環,以後的各組色環越來越變得模糊不清了,到三輪以後,它們終於成為一片白色了。

牛頓不僅在如此周密的觀察基礎上作了詳盡的定性描述,而且進一步作了仔細的定量計算,得出亮環的半徑的平方是由奇數所構成的算術極數,暗環的半徑的平方是由偶數所構成的算術級數。利用年頓的這一結論,在知道了凸透鏡的半徑後,就可以算出暗環和亮環出現地點的空氣層厚度。在牛頓的實驗裝置下,空氣層厚度從接觸點向外連續增大,所以會看到交替出現的暗環和亮環。因為不同顏色的光對應於不同的波長,所以不同顏色的亮環半徑也就略有不同,結果就會看到類似彩虹一樣的色環了。

勤奮出天才

牛頓是一位傑出的科學家,他成功地進行了把白光分解為光譜色的實驗和揭示了顏色之謎,奠定了近代光學的基礎。他的偉大還遠不在此,他完成了經典力學體係而奠定了近代物理學的基礎;他由於確定了萬有引力定律而奠定了近代天文學的基礎;他還發明了微積分而為高等數學奠定了基礎。牛頓作出了如此眾多的開創科學新時代的重大發現,在人類發展科學知識的征途中,建立了永垂萬世的功勳。

牛頓為什麼會有這樣傑出的科學成就呢?也許有人認為這完全是因為牛頓天資聰明、才能出眾,但牛頓自己並不同意這種看法,他說:“我隻是對一件事情很長時間,很熱心地去考慮罷了!”這句話是很有道理的,我們並不否認天賦的作用,也不回避牛頓在青年時代已與眾不同,可是勤奮地學習,廢寢忘食地工作,專心致誌地長時間思考,這種後天的實踐,才是他成功的主要原因。

少年時代的牛頓並不太聰明,在學校裏常常遭人冷眼,學習成績低劣。但在為此而受人侮辱後,牛頓決心甩掉“劣等生”的帽子,開始發奮讀書。牛頓是“勤奮”兩字的最好實踐者,他深明勤奮的意義和價值,他更為後人留下了勤奮的記錄和榜樣。牛頓孜孜不倦,頑強堅韌所取得的成功,正是他勤奮工作的寫照。