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第一百零五章 牛顿环(光学)(1 / 2)

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惠更斯跟牛顿在一起,牛顿跟有过节的惠更斯在讨论一个实验。

惠更斯说:“光是波动的,是一群波。”

牛顿摇摇头说:“光是一堆粒子。这些粒子可以用棱镜筛选出不同颜色的光子。”

惠更斯说:“棱镜筛选出的都是光子,只不过他们有自己的波长,波长不一样。”

牛顿没有多说什么,取来两块玻璃体,一块是14英尺望远镜用的平凸镜,另一块是50英尺左右望远镜用的大型双凸透镜。在双凸透镜上放上平凸镜,使其平面向下,当把玻璃体互相压紧时,就会在围绕着接触点的周围出现各种颜色,形成色环。

于是这些颜色又在圆环中心相继消失。

牛顿对惠更斯说:“这个色环,你观察过吗?”

惠更斯兴奋的说:“头一次看到。”

牛顿在压紧玻璃体时,在别的颜色中心最后现出的颜色,初次出现时看起来像是一个从周边到中心几乎均匀的色环,再压紧玻璃体时,这色环会逐渐变宽,直到新的颜色在其中心现出。如此继续下去,第三、第四、第五种以及跟着的别种颜色不断在中心现出,并成为包在最内层颜色外面的一组色环,最后一种颜色是黑点。

如果抬起上面的玻璃体,使其离开下面的透镜,色环的直径就会偏小,其周边宽度则增大,直到其颜色陆续到达中心,后来它们的宽度变得相当大,就比以前更容易认出和训别它们的颜色了。

牛顿说:“我测量了六个环的半径(在其最亮的部分测量),发现这样一个规律:亮环半径的平方值是一个由奇数所构成的算术级数,即1、3、5、7、9、11,而暗环半径的平方值是由偶数构成的算术级数,即2、4、6、8、10、12。例凸透镜与平板玻璃在接触点附近的横断面,水平轴画出了用整数平方根标的距离:√1=1√2=1.41,√3=1.73,√4=2,√5=2.24等等。”

惠更斯笑说:“不错,你的发现很有意思。”

牛顿说:“在这些距离处,我还观察到交替出现的光的极大值和极小值。”

惠更斯细细的看着,牛顿继续介绍说:“两玻璃之间的垂直距离是按简单的算术级数,1、2、3、4、5、6……增大的。这样,知道了凸透镜的半径后,就很容易算出暗环和亮环处的空气层厚度,牛顿当时测量的情况是这样的:用垂直入射的光线得到的第一个暗环的最暗部分的空气层厚度为1\/英寸,将这个厚度的一半乘以级数1、3、5、7、9、11,就可以给出所有亮环的最亮部分的空气层厚度,即为1\/,3\/,5\/,7\/……它们的算术平均值2\/,4\/,6\/……等则是暗环最暗部分的空气层厚度。”

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