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第23章 七彩的光

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学过物理的朋友应该都知道。

可见光在不同环境下的折射率各有不同,比如玻璃啊、空气啊、水啊等等。

这些东西在概念上有个统一的称谓,就是介质。

如今随着光学的理论研究逐渐制式化,很多初中生也都会明白一个道理:

光可以在介质中传播,光的传播本身不需要介质。

但别忘了,牛所在的是1665年,一个光学研究还停留在开始阶段的时期。

因此牛同学能仅仅凭借徐云的几句话,在半分钟不到的时间里,便想到了七色光在不同介质里可能效果不同的情况,这完全就是一个超纲级的表现。

诚然。

目前的牛还不知道光本身就是玻色子,不需要借助任何费米子进行传播——在这个时代,光学对于折射的顶尖理论就是斯涅尔推导出的一个数学等价形式,并且在他去世前无人知晓。

要等1678年惠根斯等人审查了他的手稿后,才会被公开为赫赫有名的斯涅尔定律。

在此之前,只被笛卡尔在《屈光学》中推导过等价式。

并且这里头还有一笔很谁也不清真相的糊涂账,导致现在他们依旧在共同分享发现光的折射定律的荣誉。

因此虽然牛的表述中下意识的涵盖了可见光无法通过某种‘环境’传播的猜测,但这属于完全可以理解的情况——实话实,能想到前面一层已经吊炸了好么?

随后看着地面上那的一簇七彩光芒,牛忽然又想到了什么。

只见他思索了几秒钟,对徐云问道:

“肥鱼,太阳光既然可以被色散成七束彩色光芒,那么这七色光是不是不同的光呢?

还有,理论上这七束光应该是可以重新合成一束白光的吧?”

徐云抽了抽嘴角,得,张口就又是两个致命点。

不过此时的他已经逐渐适应了这位祖师爷变态的思考能力,因此很快便调整好了心态,道:

“抱歉,牛顿先生,我只知道后面一个问题的答案——只要条件合适,七彩光便可以重新聚合成一束白光。”

牛此时已然来了兴致,眼睛滴溜溜的一转:

“肥鱼,你刚才三棱镜也可以验证色散现象?”

“没错,而且三棱镜的效果要比镜片好上很多。”

“那就用三棱镜再做一次!”

牛飞快的看了看周围,决断道:

“我进屋去找三棱镜,前一段我从伦敦带回了不少这玩意儿。

你就负责搬桌子——屋里的那张茶座就行,还是放到这里。”

徐云点点头:

“明白。”

十多分钟后。

一张直径一米左右的桌子、几枚三棱镜以及一块黑色的木板相继被摆放到了水缸边。

随后徐云将一块三棱镜立起,熟练的调整了一番角度,朝牛做了个oK的手势。

过了片刻。

三棱镜后方的纸板上果然出现了一簇长条光谱,并且比之前的那簇更清晰不少。

徐云见状退至一旁,故意不做任何表示,想看看这位祖师爷青春版在没有任何提示的情况下,到底能做到什么地步。

只见牛踱步来到桌子边,附身仔细的查看了一番光谱。

随后他犹豫了几秒钟,拿起一张黑色纸板。

在上面剪出一个圆形,放到了三棱镜的外侧,也就是光源射来的方向。

大量的太阳光这张被纸板挡住,只有一束圆形的光线通过孔照了进来,然后......

依旧形成了一道长条光谱。

见此情形,牛顿时轻轻的“咦”了一声。

也不知道是不是想与人倾诉的缘故,他忽然再次看向了徐云:

“肥鱼,你听过笛卡尔先生的理论吗?”

徐云点点头,道:

“当然听过,当初我还在普瓦捷大学参观过一次呢。

笛卡尔先生认为,光的颜色来自于发光体和人眼之间的介质,和光源无关。

光的色彩不是光自带的特征,并且还提出了光迹变换的理论。”

“的不错,可你看这里。”

牛一手拿着纸板,另一手指了指投射出的长条光谱:

“按照斯涅尔先生的等价式以及笛卡尔先生的理论,圆形光束经过三棱镜后,应该形成圆形或椭圆形的光斑。

但色散发生后,七彩光形成的却是长条光谱......

难道......

笛卡尔先生的理论有问题?”

完牛想了想,没等徐云接话,再次拿起纸板和剪刀,制作了一个更的孔洞。

他将这个纸板放在邻一个三棱镜后,这样一来,利用这个圆洞,他就能捕捉彩色光带中的任意光束。(牛当初手绘过这个装置,(doI)10.1098\/rsta.2014.0213,牛亲笔,感兴趣的可以看看,真的是灵魂画手)

接着牛对徐云招了招手,示意他上前:

“肥鱼,我来报数据,你来做记录。”

徐云瞳孔微微一缩,心知牛正在一步步的朝自己最终的“网”游去,不过脸色依旧不变:

“好的,牛顿先生。”

随后二人一人拿着纸笔,一人开始测算起了角度。

“红光,入射角i60°,偏折角β32.2°.....”

“橙光,入射角i60°,偏折角β37.4°.....”

“入射角i60°,偏折角β38.7°.....”

20分钟后,四组、28次的数据记录完毕。

不同种光在光学玻璃中折射率不同,深层次的原因涉及到了相对磁导率μr以及相对介电常数er,这两个常数需要介质中的麦克斯韦方程组计算,接着建立一个符合直觉的物质和光相互作用模型,通过线性耗散力归纳运动方程,再用复数法解出他的稳态等等......

不过考虑到还没上架不方便pUA读者....咳咳,内容过于繁复的原因,大家只需要从宏观上了解到相关结论就行了。

毕竟牛那个时代也没麦克斯韦方程组不是?

“紫光1.532....蓝1.528....绿1.519.....黄1.517.....橙1.514....红1.513...”

看着面前固定的几组数据,牛不由深吸了一口气。

很明显。

不同色光的折射率不同而且保持恒定,这些七色光的性质是不同的。

由此可知得出一个结论:

白光确实不是一种纯光,它是由不同的光构成的。

而这代表着......

他离世界的真理,或许又近了一分。

与此同时。

牛看着这一分为七、同时又七合为一的光线,脑海中忽然想到了什么。

只见他胸口骤然起伏了几下,飞快的跑回了屋子里。

........

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