學過物理的朋友應該都知道。
可見光在不同環境下的折射率各有不同,比如玻璃啊、空氣啊、水啊等等。
這些東西在概念上有個統一的稱謂,就是介質。
如今隨著光學的理論研究逐漸製式化,很多初中生也都會明白一個道理:
光可以在介質中傳播,光的傳播本身不需要介質。
但別忘了,小牛所在的是1665年,一個光學研究還停留在開始階段的時期。
因此小牛同學能僅僅憑借徐雲的幾句話,在半分鍾不到的時間裏,便想到了七色光在不同介質裏可能效果不同的情況,這完全就是一個超綱級的表現。
誠然。
目前的小牛還不知道光本身就是玻色子,不需要借助任何費米子進行傳播——在這個時代,光學對於折射的頂尖理論就是斯涅爾推導出的一個數學等價形式,並且在他去世前無人知曉。
要等1678年惠根斯等人審查了他的手稿後,才會被公開為赫赫有名的斯涅爾定律。
在此之前,隻被笛卡爾在《屈光學》中推導過等價式。
並且這裏頭還有一筆很誰也說不清真相的糊塗賬,導致現在他們依舊在共同分享發現光的折射定律的榮譽。
因此雖然小牛的表述中下意識的涵蓋了可見光無法通過某種‘環境’傳播的猜測,但這屬於完全可以理解的情況——實話實說,能想到前麵一層已經吊炸天了好麽?
隨後看著地麵上那小小的一簇七彩光芒,小牛忽然又想到了什麽。
隻見他思索了幾秒鍾,對徐雲問道:
“肥魚,太陽光既然可以被色散成七束彩色光芒,那麽這七色光是不是不同的光呢?
還有,理論上這七束光應該是可以重新合成一束白光的吧?”
徐雲抽了抽嘴角,得,張口就又是兩個致命點。
不過此時的他已經逐漸適應了這位祖師爺變態的思考能力,因此很快便調整好了心態,說道:
“抱歉,牛頓先生,我隻知道後麵一個問題的答案——隻要條件合適,七彩光便可以重新聚合成一束白光。”
小牛此時已然來了興致,眼睛滴溜溜的一轉:
“肥魚,你剛才說三棱鏡也可以驗證色散現象?”
“沒錯,而且三棱鏡的效果要比鏡片好上很多。”
“那就用三棱鏡再做一次!”
小牛飛快的看了看周圍,決斷道:
“我進屋去找三棱鏡,前一段我從倫敦帶回了不少這玩意兒。
你就負責搬桌子——屋裏的那張茶座就行,還是放到這裏。”
徐雲點點頭:
“明白。”
十多分鍾後。
一張直徑一米左右的桌子、幾枚三棱鏡以及一塊黑色的木板相繼被擺放到了水缸邊。
隨後徐雲將一塊三棱鏡立起,熟練的調整了一番角度,朝小牛做了個OK的手勢。
過了片刻。
三棱鏡後方的紙板上果然出現了一簇長條光譜,並且比之前的那簇更清晰不少。
徐雲見狀退至一旁,故意不做任何表示,想看看這位祖師爺青春版在沒有任何提示的情況下,到底能做到什麽地步。
隻見小牛踱步來到桌子邊,附身仔細的查看了一番光譜。
隨後他猶豫了幾秒鍾,拿起一張黑色紙板。
在上麵剪出一個圓形,放到了三棱鏡的外側,也就是光源射來的方向。
大量的太陽光這張被紙板擋住,隻有一束圓形的光線通過小孔照了進來,然後……
依舊形成了一道長條光譜。
見此情形,小牛頓時輕輕的“咦”了一聲。
也不知道是不是想與人傾訴的緣故,他忽然再次看向了徐雲:
“肥魚,你聽說過笛卡爾先生的理論嗎?”
徐雲點點頭,說道:
“當然聽說過,當初我還在普瓦捷大學參觀過一次呢。
笛卡爾先生認為,光的顏色來自於發光體和人眼之間的介質,和光源無關。
光的色彩不是光自帶的特征,並且還提出了光跡變換的理論。”
“說的不錯,可你看這裏。”
小牛一手拿著紙板,另一手指了指投射出的長條光譜:
“按照斯涅爾先生的等價式以及笛卡爾先生的理論,圓形光束經過三棱鏡後,應該形成圓形或橢圓形的光斑。
但色散發生後,七彩光形成的卻是長條光譜……
難道說……
笛卡爾先生的理論有問題?”
說完小牛想了想,沒等徐雲接話,再次拿起紙板和剪刀,製作了一個更小的孔洞。
他將這個紙板放在了第一個三棱鏡後,這樣一來,利用這個圓洞,他就能捕捉彩色光帶中的任意光束。(小牛當初手繪過這個裝置,(DOI)10.1098/rsta.2014.0213,小牛親筆,感興趣的可以看看,真的是靈魂畫手)
接著小牛對徐雲招了招手,示意他上前:
“肥魚,我來報數據,你來做記錄。”
徐雲瞳孔微微一縮,心知小牛正在一步步的朝自己最終的“網”遊去,不過臉色依舊不變:
“好的,牛頓先生。”
隨後二人一人拿著紙筆,一人開始測算起了角度。
“紅光,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分鍾後,四組、28次的數據記錄完畢。
不同種光在光學玻璃中折射率不同,深層次的原因涉及到了相對磁導率μr以及相對介電常數εr,這兩個常數需要介質中的麥克斯韋方程組計算,接著建立一個符合直覺的物質和光相互作用模型,通過線性耗散力歸納運動方程,再用複數法解出他的穩態等等……
不過考慮到還沒上架不方便PUA讀者……咳咳,內容過於繁複的原因,大家隻需要從宏觀上了解到相關結論就行了。
畢竟小牛那個時代也沒麥克斯韋方程組不是?
“紫光1.532……藍1.528……綠1.519……黃1.517……橙1.514……紅1.513……”
看著麵前固定的幾組數據,小牛不由深吸了一口氣。
很明顯。
不同色光的折射率不同而且保持恒定,這些七色光的性質是不同的。
由此可知得出一個結論:
白光確實不是一種純光,它是由不同的光構成的。
而這代表著……
他離世界的真理,或許又近了一分。
與此同時。
小牛看著這一分為七、同時又七合為一的光線,腦海中忽然想到了什麽。
隻見他胸口驟然起伏了幾下,飛快的跑回了屋子裏。
……