走进不科学 第二十三章 光的色散

学过物理的朋友应该都知道。

可见光在不同环境下的折射率各有不同，比如玻璃啊、空气啊、水啊等等。

这些东西在概念上有个统一的称谓，就是介质。

如今随着光学的理论研究逐渐制式化，很多初中生也都会明白一个道理：

光可以在介质中传播，光的传播本身不需要介质。

但别忘了，小牛所在的是1665年，一个光学研究还停留在开始阶段的时期。

因此小牛同学能仅仅凭借徐云的几句话，在半分钟不到的时间里，便想到了七色光在不同介质里可能效果不同的情况，这完全就是一个超纲级的表现。（注1）

诚然。

目前的小牛还不知道光本身就是玻色子，不需要借助任何费米子进行传播——在这个时代，光学对于折射的顶尖理论就是斯涅尔推导出的一个数学等价形式，并且在他去世前无人知晓。

要等1678年惠根斯等人审查了他的手稿后，才会被公开为赫赫有名的斯涅尔定律。

在此之前，只被笛卡尔在《屈光学》中推导过等价式。

并且这里头还有一笔很谁也说不清真相的糊涂账，导致现在他们依旧在共同分享发现光的折射定律的荣誉。

因此虽然小牛的表述中下意识的涵盖了可见光无法通过某种‘环境’传播的猜测，但这属于完全可以理解的情况——实话实说，能想到前面一层已经吊炸天了好么？

随后看着地面上那小小的一簇七彩光芒，小牛忽然又想到了什么。

只见他思索了几秒钟，对徐云问道：

“肥鱼，太阳光既然可以被色散成七束彩色光芒，那么这七色光是不是不同的光呢？

还有，理论上这七束光应该是可以重新合成一束白光的吧？”

徐云抽了抽嘴角，得，张口就又是两个致命点。

不过此时的他已经逐渐适应了这位祖师爷变态的思考能力，因此很快便调整好了心态，说道：

“抱歉，艾萨克先生，我只知道后面一个问题的答案——只要条件合适，七彩光便可以重新聚合成一束白光。”

小牛此时已然来了兴致，眼睛滴溜溜的一转：

“肥鱼，你刚才说三棱镜也可以验证色散现象？”

“没错，而且三棱镜的效果要比镜片好上很多。”

“那就用三棱镜再做一次！”

小牛飞快的看了看周围，决断道：

“我进屋去找三棱镜，前一段我从伦敦带回了不少这玩意儿。

你就负责搬桌子——屋里的那张茶座就行，还是放到这里。”

徐云点点头：

“明白。”

十多分钟后。

一张直径一米左右的桌子、几枚三棱镜以及一块黑色的木板相继被摆放到了水缸边。

随后徐云将一块三棱镜立起，熟练的调整了一番角度，朝小牛做了个ok的收尸。

过了片刻。

三棱镜后方的纸板上果然出现了一簇长条光谱，并且比之前的那簇更清晰不少。

徐云见状退至一旁，故意不做任何表示，想看看这位祖师爷青春版在没有任何提示的情况下，到底能做到什么地步。

只见小牛踱步来到桌子边，附身仔细的查看了一番光谱。

随后他犹豫了几秒钟，拿起一张黑色纸板。

在上面剪出一个圆形，放到了三棱镜的外侧，也就是光源射来的方向。

大量的太阳光这张被纸板挡住，只有一束圆形的光线通过小孔照了进来，然后......

依旧形成了一道长条光谱。

见此情形，小牛顿时轻轻的“咦”了一声。

也不知道是不是想与人倾诉的缘故，他忽然再次看向了徐云：

“肥鱼，你听说过笛卡尔先生的理论吗？”

徐云点点头，说道：

“当然听说过，当初我还在普瓦捷大学参观过一次呢。

笛卡尔先生认为，光的颜色来自于发光体和人眼之间的介质，和光源无关。

光的色彩不是光自带的特征，并且还提出了光迹变换的理论。”

“说的不错，可你看这里。”

小牛一手拿着纸板，另一手指了指投射出的长条光谱：

“按照斯涅尔先生的等价式以及笛卡尔先生的理论，圆形光束经过三棱镜后，应该形成圆形或椭圆形的光斑。

但色散发生后，七彩光形成的却是长条光谱......

难道说......

笛卡尔先生的理论有问题？”

说完小牛想了想，没等徐云接话，再次拿起纸板和剪刀，制作了一个更小的孔洞。

他将这个纸板放在了第一个三棱镜后，这样一来，利用这个圆洞，他就能捕捉彩色光带中的任意光束。（小牛当初手绘过这个装置，（doi）10.1098/rsta.2014.0213，小牛亲笔，感兴趣的可以看看，真的是灵魂画手）

接着小牛对徐云招了招手，示意他上前：

“肥鱼，我来报数据，你来做记录。”

徐云瞳孔微微一缩，心知小牛正在一步步的朝自己最终的“网”游去，不过脸色依旧不变：

“好的，艾萨克先生。”

随后二人一人拿着纸笔，一人开始测算起了角度。

“红光，入射角i60°，折射角β32.2°，反射角.....”

“城管，入射角i60°，折射角β37.4°.....”

“入射角i60°，折射角β38.7°.....”

20分钟后，四组、28次的数据记录完毕。

不同种光在光学玻璃中折射率不同，深层次的原因涉及到了相对磁导率mr以及相对介电常数er，这两个常数需要介质中的麦克斯韦方程组计算，接着建立一个符合直觉的物质和光相互作用模型，通过线性耗散力归纳运动方程，再用复数法解出他的稳态等等......

不过考虑到还没上架不方便pua读者....咳咳，内容过于繁复的原因，大家只需要从宏观上了解到相关结论就行了。

毕竟小牛那个时代也没麦克斯韦方程组不是？

“紫光1.532....蓝1.528....绿1.519.....黄1.517.....橙1.514....红1.513...”

看着面前固定的几组数据，小牛不由深吸了一口气。

很明显。

不同色光的折射率不同而且保持恒定，这些七色光的性质是不同的。

由此可知得出一个结论：

白光确实不是一种纯光，它是由不同的光构成的。

而这代表着......

他离世界的真理，或许又近了一分。

与此同时。

小牛看着这一分为七、同时又七合为一的光线，脑海中忽然想到了什么。

只见他胸口骤然起伏了几下，飞快的跑回了屋子里。

........

注1：

昨天有个评论说小牛认为光需要介质，从而引申到了以太，这确实是你理解错误了。

我没有直接提到任何带水的物质，我说的的是海洋、湖泊、河流这种宏观通路，这些都是折射的环境，如果要讨论介质内部，那应该是水滴或者水分子啊.....

捉虫没问题，比如再前一章有读者指正洛必达法则是1696年提出来的，我昨天想说的其实是洛必达法则中的一项式，它在1662年就公布了，但名称上确实是我表述错误，错了就是错了，醒来的第一时间我就修改了。

但是某些自己理解错误还钻牛角尖的问题发出来之前还是好好想想吧，不结合语义去抠字眼就没意义了啊.....