牛顿对光颜色的理论

牛顿对光的颜色理论的贡献早年的牛顿

牛顿(IssacNewton,1642-1727)与其父亲同名，他是个遗腹子。牛顿的父系亲属们未曾接受教育，父亲是位自耕农，甚自不会签自己的名字。牛顿的母亲HannahAyscough是没落贵族。1646年牛顿三岁时母亲改嫁邻村教区牧师史密斯(B.Smith)母亲把牛顿留在庄园，由外祖父母搬来养育成长中学时的牛顿

在其母亲回到伍思索普一年后，12时就读格兰特罕的国王中学。这间学校成立于1520年代，当时教育重点在古典的拉丁文、希腊文、圣经等等，牛顿在此受亦到化学知识的启发。牛顿的母亲曾要求牛顿辍学，在校长的坚持下牛顿才得以留下。1660年牛顿通过大学入学考试，1661年进入剑桥三一学院。

大学时期

1661年6月牛顿进入了剑桥大学的三一学院。牛顿在大学时期虽然学的是亚里士多德的自然哲学，但是由他的笔记《哲学上的一些问题》来看，他已经广泛吸收新科学的作品，如笛卡儿、虎克、博伊尔、伽利略、刻卜勒、霍布士等人的作品。1664年，他被选为三一学院的研究生，次年被选为校委。在1665年，牛顿拿到文学士学位，并开始发展他自己的高等数学。1665年4月—1667年4月牛顿返回故乡伍耳索普，产生了苹果树下的万有引力、微积分、光学等等新想法1666年牛顿提出万有引力定律，由于计算数值不够精确，未得出万有引力的公式。1669年牛顿被授予卢卡斯数学教授席位。牛顿的光学研究1670年到1672年，牛顿负责讲授光学。研究了光的折射，表明棱镜可以将白光发散为彩色光谱，而透镜和第二个棱镜可以将彩色光谱重组为白光。1671年，他在皇家学会上展示了自己的反射式望远镜。1672年牛顿应邀参加皇家学会，这是一个由资深科学家组成的团体。1675年发表著作《解释光属性的解说》

1丶1666年，牛顿使用三棱镜进行了著名的色散试验。他发现白光是由各种不同颜色的光组成的，这是第一大贡献。2丶牛顿为了验证这个发现，设法把几种不同的单色光合成白光，并且计算出不同颜色光的折射率，精确地说明了色散现象。揭开了物质的颜色之谜，原来物质的色彩是不同颜色的光在物体上有不同的反射率和折射率造成的。牛顿由于发现了白光的组成，认为折射望远镜透镜的色散现象是无法消除的，就设计和制造了反射望远镜。为了制造望远镜，他自己设计了研磨抛光机，实验各种研磨材料。公元1668年，他制成了第一架反射望远镜样机，这是第二大贡献。3丶反射望远镜的发明奠定了现代大型光学天文望远镜的基础。同时，牛顿还进行了大量的观察实验和数学计算。牛顿还提出了光的“微粒说”，认为光是由微粒形成的，并且走的是最快速的直线运动路径。他的“微粒说”与后来惠更斯的“波动说”构成了关于光的两大基本理论。这是他的第三大贡献。此外，他还制作了牛顿色盘等多种光学仪器。

牛顿对光学的三大贡献

从1663年起，他开始磨制透镜和自制望远镜。在他送交皇家学会的信中报告说：“我在1666年初做了一个三角形的玻璃棱镜，以便试验那著名的颜色现象。为此，我弄暗我的房间„„”接着详细叙述了他开小孔、引阳光进行的棱镜色散实验。关于光的颜色理论从亚里士多德到笛卡儿都认为白光纯洁均匀，乃是光的本色。“色光乃是白光的变种。牛顿细致地注意到阳光不是像过去人们所说的五色而是在红、黄、绿、蓝、紫色之间还有橙、靛青等中间色共七色。几何光学和颜色理论（棱镜光谱实验）

奇怪的还有棱镜分光后形成的不是圆形而是长条圆形，接着他又试验“玻璃的不同厚度部分”、“不同大小的窗孔”、“将棱镜放在外边”再通过孔、“玻璃的不平或偶然不规则”等的影响；用两个棱镜正倒放置以“消除第一棱镜的效应”；

取“来自太阳不同部分的光线，看其不同的入射方向会产生什么样的影响”；并“计算各色光线的折射率”，“观察光线经棱镜后会不会沿曲线运动”；最后才做了“判决性试验”：在棱镜所形成的彩色带中通过屏幕上的小孔取出单色光，再投射到第二棱镜后，得出核色光的

组成的非匀匀的混合体”。这个惊人的结论推翻了前人的学说，是牛顿细致观察和多项反复实验与思考的结果。在研究这个问题的过程中，牛顿还肯定：不管是伽利略望远镜（凹、凸）还是开普勒望远镜（两个凸透镜），其结构本身都无法避免物镜色散引起起的色差。他发现经过仔细研磨后的金属反射镜面