物理学史—光学.pdf

西方古代对光学的认识和研究(一) 牛顿在光学上的杰出成就，就可以使他成为科学界的头等人物，跻身于科

学伟人的行列。当牛顿只有21 岁的时候，他已开始了自己的研究工作，对光学

问题的研究，又是牛顿全部科学研究、创造生活的开端。1666 年牛顿得到了用

三棱镜把白光分成七种颜色的光的实验结果，并于1672 年发表论文描述了这一

色散实验；1704 年出版了《光学》一书，为光学的发展作出了贡献。这本书和 《自然哲学的数学原理》一书是牛顿的两部基本著作。

1666 年，牛顿正在磨制一些非球面形的光学透镜，同时做了一块三角形的玻璃

棱镜，以便重复观察包括意大利物理学家格里马耳迪（F.M.Grimaldi ，

1618—1663）在内的所做的那些著名实验。牛顿想办法把自己的房间弄暗，在

窗板上开了一个小孔，让适度的太阳光进入室内，然后把他自已磨制的棱镜放

在光的入口处，使光线由此折射到对面的墙上。起初牛顿对墙上产生的那些鲜

艳、浓烈的颜色，很感兴趣。但是经过周密考虑后，他惊异地发现它们是长条

形的，而根据公认的折射定律，它们的形状应该是圆形的。为什么会这样？经

过反复思考与实验，牛顿悟出了一个道理，并决心做一个判决性的实验。

牛顿取两块板，把其中的一块放在靠近窗户的棱镜的后面，板上开有一个小孔，

光线可以通过这个小孔并落到另一块板上。他把另一块板放在相距约12 英尺的

地方，板上也开有一个小孔，并使光线的一部分通过它，然后再把第二块棱镜

放在第二块板的后面。当第一块棱镜绕它的轴转动时，落在第二块板上的像也

跟着移动，同时使全部光线都相继通过板上的小孔，射到它后面的棱镜上，记

下光线落在墙上的位置。牛顿发现，在第一块棱镜上被折射得最厉害的蓝光，

在第二个棱镜上受到的折射也最大，而红光在这两个棱镜上都被折射得很少。 1

牛顿便领悟到长条形的像形成的真实原因：光不是同类的和均匀的，它是由不