科学物理学10大著名实验，每一个都是划时代的发现！( 三 )
牛顿《光学》著作于 1704 年问世 ， 其中第一节专门描述了关于颜色起源的棱镜分光实验和讨论 ， 肯定了白光由七种颜色组成 。 他还给这七种颜色进行了命名 ， 直到现在 ， 全世界的人都在使用牛顿命名的颜色 。 牛顿指出 ， “光带被染成这样的彩条：紫色、蓝色、青色、绿色、黄色、橙色、红色 ， 还有所有的中间颜色 ， 连续变化 ， 顺序连接” 。 正是这些红、橙、黄、绿、青、蓝、紫基础色不同的色谱才形成了表面上颜色单一的白色光 ， 如果你深入地看看 ， 会发现白光是非常美丽的 。
这一实验后人可以不断地重复进行 ， 并得到与牛顿相同的实验结果 。 自此以后七种颜色的理论就被人们普遍接受了 。 通过这一实验 ， 牛顿为光的色散理论奠定了基础 ， 并使人们对颜色的解释摆脱了主观视觉印象 ， 从而走上了与客观量度相联系的科学轨道 。 同时 ， 这一实验开创了光谱学研究 ， 不久 ， 光谱分析就成为光学和物质结构研究的主要手段 。
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排名第五：托马斯·杨的光干涉试验
本文插图
牛顿在其《光学》的论著中认为光是由微粒组成的 ， 而不是一种波 。 因此在其后的近百年间 ， 人们对光学的认识几乎停滞不前 ， 没有取得什么实质性的进展 。 1800 年英国物理学家托马斯·杨(1773—1829)向这个观点提出了挑战 ， 光学研究也获得了飞跃性的发展 。
杨在“关于声和光的实验与研究提纲”的论文中指出 ， 光的微粒说存在着两个缺点：一是既然发射出光微粒的力量是多种多样的 ， 那么 ， 为什么又认为所有发光体发出的光都具有同样的速度?二是透明物体表面产生部分反射时 ， 为什么同一类光线有的被反射 ， 有的却透过去了呢?杨认为 ， 如果把光看成类似于声音那样的波动 ， 上述两个缺点就会避免 。
为了证明光是波动的 ， 杨在论文中把“干涉”一词引入光学领域 ， 提出光的“干涉原理” ， 即“同一光源的部分光线当从不同的渠道 ， 恰好由同一个方向或者大致相同的方向进人眼睛时 ， 光程差是固定长度的整数倍时最亮 ， 相干涉的两个部分处于均衡状态时最暗 ， 这个长度因颜色而异” 。 杨氏对此进行了实验 ， 他在百叶窗上开了一个小洞 ， 然后用厚纸片盖住 ， 再在纸片上戳一个很小的洞 。 让光线透过 ， 并用一面镜子反射透过的光线 。 然后他用一个厚约1/30英寸的纸片把这束光从中间分成两束 ， 结果看到了相交的光线和阴影 。 这说明两束光线可以像波一样相互干涉 。 这就是著名的“杨氏干涉实验” 。
杨氏实验是物理学史上一个非常著名的实验 ， 杨氏以一种非常巧妙的方法获得了两束相干光 ， 观察到了干涉条纹 。 他第一次以明确的形式提出了光波叠加的原理 ， 并以光的波动性解释了干涉现象 。 随着光学的发展 ， 人们至今仍能从中提取出很多重要概念和新的认识 。 无论是经典光学还是近代光学 ， 杨氏实验的意义都是十分重大的 。 爱因斯坦(1879—1955)指出：光的波动说的成功 ， 在牛顿物理学体系上打开了第一道缺口 ， 揭开了现今所谓的场物理学的第一章 。 这个试验也为一个世纪后量子学说的创立起到了至关重要的作用 。
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排名第六：卡文迪许扭矩实验
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牛顿的万有引力理论指出：两个物体之间的吸引力与它们质量的乘积成正比 ， 与它们距离的平方成反比 。 但是万有引力到底多大?
18 世纪末 ， 英国科学家亨利·卡文迪什(1731—1810)决定要找到一个计算方法 。 他把两头带有金属球的 6 英尺长的木棒用金属线悬吊起来 。 再用两个 350 磅重的皮球分别放在两个悬挂着的金属球足够近的地方 ， 以吸引金属球转动 ， 从而使金属线扭动 ， 然后用自制的仪器测量出微小的转动 。
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