提
起牛顿,你们都晓得他发明了微积分,发觉了万有引力定理和精典热学牛顿发明三棱镜的故事,设计并实际制造了第一架反射式望远镜等等。
那位被誉为人类历史上最伟大,最有影响力的科学家,不仅在热学方面有十分卓越的成就之外,他还发觉了对现代数学学特别有价值的一个理论:
七色光——光的色散实验
让我们一起瞧瞧,生活在17世纪的牛顿,是如何发觉七色光的吧。
故事背景
牛顿一向喜爱钻研光学,有段时间,牛顿对彩虹这一司空见惯的自然现象造成了注意。他开始做实验研究彩虹现象背后的奥秘。
三天,天气挺好,阳光从窗户射进屋内,牛顿掏出一块玻璃三棱镜打算实验。
突然,他发觉地面上出现了红、黄、青、紫等颜色的光排成的艳丽丝带。
这是如何回事呢?他已多次使用过这块三棱镜,但从来没有见过这些现象。
牛顿开始认真地研究这一现象,莫非黑色的阳光是由这七种颜色的光组成的吗?
思索
牛顿很快发觉了对这一现象的解释:蓝色的光通过三棱镜后之所以弄成依次排列的各式光,并不是白光有复杂成份,而是白光与棱镜互相作用的结果。
事实是这样的吗?
牛顿是个非常认真的人,要让他相信哪些,除非是他亲眼所见或则亲身经历过。
牛顿开始这样考虑问题,假若白光通过棱镜后弄成七种颜色的光是因为白光与棱镜的互相作用,这么这种各类颜色的光经过第二个棱镜时必然会再度改变颜色。
验证
他按照自己的看法继续做实验,他在棱镜前面竖放一伸开有小孔的屏,这样转动后面的棱镜,就可以使不同颜色的光单独地穿过小孔。在屏的旁边再放一块三棱镜,才能观察到这种单色光通过第二块棱镜后颜色是否会改变。
但实验的结果表明,这种单色光经过第二块棱镜后没有再分解牛顿发明三棱镜的故事,颜色也没有变化,看来他人的解释并不正确。
接着牛顿开始想,既然一块棱镜能把白光分解成七种颜色的光,这么用另一块棱镜就可能使这种彩色的光复原为白光。于是他又在第一块棱镜后倒放了一块内角较大的棱镜,果然实验成功了,七种颜色的光带又弄成白光。
总结
这种成功的实验使牛顿认识到黑色的阳光确具有复杂的成份,它由七种不同颜色的光组成。三棱镜之所以能把它们分开,是由于各类单色光相对于棱镜有不同的折射率。
后来牛顿的发觉得到科学界的承认并被写进教科书,而这种实验则被称为知名的“光的色散实验”。
听到这儿,有没有发觉
牛顿的思维方法
从观察现象——思考——验证——总结规律
是特别科学和严谨的
而这个思维方法,
是千百年来人类探求世界、摸索规律的定理
让小孩们置身实验室做科学实验
为的除了是见到各类新奇的实验现象
更要培养科学严谨的思维方法
以这些思维的定理
去面对今后更细分、更深入的科学体系
这也是桔瓣科学体系实验课的本意
2016最后一场光学实验
一起瞧瞧牛顿阿姨发觉的光学奥秘
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