我們生活在五光十色的大自然中,隨時都在欣賞著各種顏色。那綠綠的樹、青青的山、萬紫千紅的鮮花、蔚藍色的天空和金黃色的太陽,都能給人以美的享受。但是,你想過嗎,這些絢麗的顏色是從哪裏來的呢?

遠古時代,人類就不斷地看到雨後的彩虹,並且流傳著無數關於彩虹的神話。可是,在很長的曆史時期中,大家都弄不清楚彩虹中為什麼有這樣鮮豔奪目的顏色。

很早以前,人們已經學會把金剛石、水晶等寶石磨製成帶有各種棱角的裝飾品。在光的照耀下,它們閃耀著虹一樣的色彩,這美麗的顏色,又是從哪裏來的呢?

古往今來,這些問題吸引了許多科學家,他們進行了無數次觀察,花費了許多時間去思索,並且提出了各種學說。但是在17世紀60年代以前,問題始終沒有得到滿意的答案。

在眾多的科學家之中,是誰最早揭開顏色之謎的呢?就是著名的英國科學家牛頓。這是他對物理學的又一個重大貢獻。

牛頓在他的著作《關於光和色的新理論》中這樣寫道:“我在1666年初,做了一個三角形的玻璃棱鏡,利用它研究色的現象。為了這個目的,我把房間弄成漆黑的,在窗戶上做一個小孔,讓適量的日光射進來,我又把棱鏡放在光的入口處,使光能夠折射到對麵的牆上去。當我第一次看見由此而產生的鮮明而強烈的顏色時,我感到極大的愉快。”

你也許在課堂上或實驗室中看到過這個有趣的實驗。陽光通過棱鏡以後,就被分解成美麗的彩帶,好像誰把天上的彩虹截了一段掛在牆上一樣。每個人都會被那鮮豔、濃烈而又純正的顏色所吸引。原來,世界上各種顏色早已包括在日光中了。正是這個緣故,牛頓把彩虹稱為“日光的幻影”。讓我們也做做這個實驗。

先準備好一個小水盆,在盆內盛滿清水。把水盆放在有陽光照射的桌子上。再找一張鋁箔紙,用小刀在中間切開一個寬約25毫米、高12毫米的長方形的切口,用鋁箔紙把這麵小鏡子包起來,把切口留在鏡子正中。

把鏡子斜放在水盆中,使它斜靠在水盆的側麵。為了防止鏡子滑倒,可以在盆中放塊石頭。轉動水盆,使鏡麵迎著陽光。這樣,在天花板或在對麵牆上就會看到一條彩色的光帶。也可以用手拿著一張白色的大硬紙片,在水盆的斜上方,慢慢地繞著小鏡子移動,直到在白紙上看到一條彩色光帶為止。

也可以利用有棱角的玻璃製品(例如煙灰缸)來代替棱鏡。在它上麵尋找一個棱角,棱角的兩個側麵間的夾角必須是銳角。然後,在屋外找一塊有陽光又有陰影的地方,在陰影裏鋪上一張白紙,把你的“棱鏡”對著陽光舉起,用手慢慢地轉動它,直到在白紙上看到一條七彩斑斕的彩虹為止。

現在,讓我們仔細欣賞一下自己通過實驗所得到的彩帶。和天上的彩虹一樣,它總是紅的在一端,紫的在另一端。如果棱鏡放置適當,就會自上而下地看到“紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫”。在任何兩種顏色之間找不到明顯的界限。一種顏色漸漸地過渡到另一種顏色,就好像悄悄地溶解在另一種顏色之中一樣。科學家把這條彩帶叫做光譜。

地球上每一種顏色都和陽光分不開。各種顏色的光從太陽上發出來的時候是混在一起的,所以長期以來,人們被陽光白色的外表所欺騙,直到牛頓的時代,才揭穿了陽光的秘密。

棱鏡為什麼能把陽光分成七色呢?

原來,不同顏色的光,它們的波長是不同的。

什麼是波長呢?可以用水波做例子來說明,水麵激起的波浪總是一個緊接著一個的。波浪的最高點叫波峰,最低點叫波穀,兩個緊挨著的波峰(或波穀)之間的距離就是一個波長。水中形成的波紋,它的波長可能隻有幾個厘米。光波的波長要比水波的波長短得多,例如1.4萬個紅光的波長連在一起才夠1厘米長。光的波長雖然很短,肉眼看不出來,但是科學家用了一些巧妙的方法,還是測出了它們的數值。

在眼睛看得見的光譜中,紅光的波長最長,紫光的波長最短。在紅光和紫光之間還有橙、黃、綠、藍、靛這幾種色光。

不同顏色的光在真空中的傳播速度是一樣的,但是當它們進入透明物質以後,跑得就不一樣快了。紫光跑得最慢,紅光最快。其他顏色光的速度,介於紅和紫之間。

通過折射現象的研究,我們已經知道。光從空氣進入某一種物質的時候,被折射的程度和它在這種物質中前進的速度有關。速度越慢,被折射得越厲害。七色光進入玻璃以後,其中,紫光的速度最慢,偏折得最厲害,因此,紫光就位於光譜的下端;紅光的速度最快,偏折得也就比較少,因此,紅光位於光譜的上端;橙、黃、綠、藍、靛等色光,按波長的長短,依次排列在紅光和紫光之間。棱鏡就是這樣把白光分解成七色光譜的。