在英國林肯郡格蘭沙姆鎮南麵約10千米處，有個名叫武耳索普的小鎮。
17世紀的時候，這裏隻有一座沒落貴族留下來荒廢的莊園、兩三戶農家和幾間茅屋。
1665年夏，可怕的鼠疫又一次侵襲了英國。從6月到8月的三個月內，英國倫敦市內死屍遍街，人口減少了1/10。劍橋大學擔心病疫的波及，便讓學生疏散到外地去。大學剛剛畢業的牛頓便回到了家鄉武耳索普小鎮，在一幢茅屋的二樓度過了18個月。在這段與世隔絕的時間裏，他潛心鑽研學問，取得了累累碩果，其中有一項成果就是發現了白光色散的原理。原來牛頓在大學裏的時候聽過巴羅教授的光學課，此後他便自修開普勒的《光學》，並動手磨製透鏡，製作天文望遠鏡。他發現在透鏡成的像的周圍總有一圈模糊的彩色邊緣，這究竟是為什麼呢？這個問題常常縈繞在他的心頭。
一天他與往常一樣把自己鎖在房裏，演算那引力的公式。不覺日已當午，他饑腸轆轆，推開文稿紙，抬起頭來伸個懶腰。這一抬頭他見到緊閉的門縫裏露出一縷細細的光束，不覺大喜。立即伸手從抽屜摸出一塊近日磨製的三棱鏡，迎上去截住那束光。這時他驚詫地看到牆上竟出現了一段紅、橙、黃、綠、青、藍、紫的彩色光帶，他將鏡子轉了轉，光斑便上下移動。經過幾次調節，一個橢圓形狀的彩色光斑終於清晰地映現在牆壁上。從這天起，牛頓就把自己關在房裏，還把門窗用床單遮得嚴嚴實實，隻讓一束白光透入房中，用三棱鏡做這類遊戲。幾天後，牛頓漸漸領悟到一個秘密，我們平時看到的白光，其實並不是一色白，它是由許多光混合而成的。那麼這紅、橙、黃、綠、青、藍、紫是不是最後的單色光呢？這需要再用1塊三棱鏡把紅光、橙光逐次分解後才知道。於是他隻能耐下性子來再磨製一塊三棱鏡。還布置起一個真正的暗室。實驗是這樣進行的：他先讓一束光穿過一個黑色木板上的小孔，用三棱鏡將它分成七條不同的彩色光。再用一塊有孔的木板，上下移動擋住分解後的光，讓每條單色光逐一從孔裏通過，木板後再放一個三棱鏡，這時新的發現出現在白牆上：一是單色光通過三棱鏡之後隻是進一步略微分開，但仍然是原來的顏色，並不能再分解成彩色光譜。二是，在第一塊棱鏡上被折射得最厲害的紫光，在第二塊棱鏡上也受到最大的折射，而紅光在這兩塊棱鏡上都折射得最小。於是牛頓對陽光經過三棱鏡在牆上形成彩色的光帶這一事實作如下的解釋：“這個原因不是別的，正是由於陽光不是同類的或均勻的，而是由不同類型的光線組成的。其中的一些比另一些更能被折射。”這是牛頓對色散現象的精辟解釋。他還計算出了紅、黃、藍這三色光的折射指數。
善於思索的牛頓沒有到此停步，他又從逆向來考慮這個問題。既然三棱鏡是把陽光分解成各種色光，那麼可以再造一個合成過程：用另一塊三棱鏡把散成扇形的七色光又會聚起來成為了白光。這個實驗當然獲得了預期的成功。牛頓還設計了一種可以快速轉動的木盤，上麵塗了七種顏色，快速旋轉時，看起來成了白色。請讀者做個類似的小實驗。
取一塊放大鏡，上麵貼一張開了三個小圓孔的黑紙，分別在孔上粘上紅、黃、藍三種顏色的透明紙。把放大鏡放置在陽光下，可以看到放在桌麵的白紙上有三個明亮的各呈紅、黃、藍色的光斑，調節放大鏡的高度，使三個亮斑重疊起來成為一個亮斑，亮斑呈白色。
牛頓把“不同顏色光線具有不同的折射本領”的觀點，應用於解釋虹的成因，認為虹是雲中或落下的微小水滴反射陽光的緣故。太陽光發出的白光射到水滴上，光線進入水滴發生折射，在水滴中再發生全反射，在射出水滴的時候又發生第二次折射。由於不同顏色的光折射程度不同，它們在離開水滴後被散開成扇形，觀察者如果背向太陽，就能看到虹的出現。