第23章 七彩的光
第23章 七彩的光
學過物理的朋友應該都知道。
可見光在不同環境下的折射率各有不同，比如玻璃啊、空氣啊、水啊等等。
這些東西在概念上有個統一的稱謂，就是介質。
如今隨著光學的理論研究逐漸制式化，很多初中生也都會明白一個道理：
光可以在介質中傳播，光的傳播本身不需要介質。
但別忘了，小牛所在的是1665年，一個光學研究還停留在開始階段的時期。
因此小牛同學能僅僅憑藉徐雲的幾句話，在半分鐘不到的時間裡，便想到了七色光在不同介質里可能效果不同的情況，這完全就是一個超綱級的表現。
誠然。
目前的小牛還不知道光本身就是玻色子，不需要藉助任何費米子進行傳播——在這個時代，光學對於折射的頂尖理論就是斯涅爾推導出的一個數學等價形式，並且在他去世前無人知曉。
要等1678年惠根斯等人審查了他的手稿後，才會被公開為赫赫有名的斯涅爾定律。
在此之前，只被笛卡爾在《屈光學》中推導過等價式。
並且這裡頭還有一筆很誰也說不清真相的糊塗帳，導致現在他們依舊在共同分享發現光的折射定律的榮譽。
因此雖然小牛的表述中下意識的涵蓋了可見光無法通過某種『環境』傳播的猜測，但這屬於完全可以理解的情況——實話實說，能想到前面一層已經吊炸天了好麼？
隨後看著地面上那小小的一簇七彩光芒，小牛忽然又想到了什麼。
只見他思索了幾秒鐘，對徐雲問道：
「肥魚，太陽光既然可以被色散成七束彩色光芒，那麼這七色光是不是不同的光呢？
還有，理論上這七束光應該是可以重新合成一束白光的吧？」
徐雲抽了抽嘴角，得，張口就又是兩個致命點。
不過此時的他已經逐漸適應了這位祖師爺變態的思考能力，因此很快便調整好了心態，說道：
「抱歉，牛頓先生，我只知道後面一個問題的答案——只要條件合適，七彩光便可以重新聚合成一束白光。」
小牛此時已然來了興致，眼睛滴溜溜的一轉：
「肥魚，你剛才說三稜鏡也可以驗證色散現象？」
「沒錯，而且三稜鏡的效果要比鏡片好上很多。」
小牛微微頷首，不過很快眉頭便再次皺了起來：
「三稜鏡嗎.這東西在倫敦倒是好找，街邊隨便一家眼鏡店都能買到，但伍爾索普這邊卻.」
看著眉頭緊鎖的小牛，徐雲像是變變魔術般的從衣兜里取出了一枚三稜鏡：
「牛頓先生，您看看這是什麼？」
小牛接過一看：
「咦？你怎麼會有三稜鏡？」
徐雲笑而不語。
後世的三稜鏡掛飾價格低到了一個很離譜的程度，很多人都喜歡買來作為鑰匙甚至項鍊掛飾，徐雲上學期選修了一門光學課程，便也順手買了個三稜鏡掛飾竄在了鑰匙環上。
十多分鐘後。
一張直徑一米左右的桌子、一枚三稜鏡以及一塊黑色的木板相繼被擺放到了水缸邊。
隨後徐雲將三稜鏡立起，熟練的調整了一番角度，朝小牛做了個OK的手勢。
過了片刻。
三稜鏡後方的紙板上果然出現了一簇長條光譜，並且比之前的那簇更清晰不少。
徐雲見狀退至一旁，故意不做任何表示，想看看這位祖師爺青春版在沒有任何提示的情況下，到底能做到什麼地步。
只見小牛踱步來到桌子邊，附身仔細的查看了一番光譜。
隨後他猶豫了幾秒鐘，拿起一張黑色紙板。
在上面剪出一個圓形，放到了三稜鏡的外側，也就是光源射來的方向。
大量的太陽光這張被紙板擋住，只有一束圓形的光線通過小孔照了進來，然後.
依舊形成了一道長條光譜。
見此情形，小牛頓時輕輕的「咦」了一聲。
也不知道是不是想與人傾訴的緣故，他忽然再次看向了徐云：
「肥魚，你聽說過笛卡爾先生的理論嗎？」
徐雲點點頭，說道：
「當然聽說過，當初我還在普瓦捷大學參觀過一次呢。
笛卡爾先生認為，光的顏色來自於發光體和人眼之間的介質，和光源無關。
光的色彩不是光自帶的特徵，並且還提出了光跡變換的理論。」
「說的不錯，可你看這裡。」
小牛一手拿著紙板，另一手指了指投射出的長條光譜：
「按照斯涅爾先生的等價式以及笛卡爾先生的理論，圓形光束經過三稜鏡後，應該形成圓形或橢圓形的光斑。
但色散發生後，七彩光形成的卻是長條光譜.
難道說.
笛卡爾先生的理論有問題？」
說完小牛想了想，沒等徐雲接話，再次拿起紙板和剪刀，製作了一個更小的孔洞。
他將這個紙板放在了第一個三稜鏡後，這樣一來，利用這個圓洞，他就能捕捉彩色光帶中的任意光束。（小牛當初手繪過這個裝置，（DOI）10.1098/rsta.2014.0213，小牛親筆，感興趣的可以看看，真的是靈魂畫手）
接著小牛對徐雲招了招手，示意他上前：
「肥魚，我來報數據，你來做記錄。」
徐雲瞳孔微微一縮，心知小牛正在一步步的朝自己最終的「網」游去，不過臉色依舊不變：
「好的，牛頓先生。」
隨後二人一人拿著紙筆，一人開始測算起了角度。
「紅光，入射角i60°，偏折角β32.2°」
「橙光，入射角i60°，偏折角β37.4°」
「入射角i60°，偏折角β38.7°」
20分鐘後，四組、28次的數據記錄完畢。
不同種光在光學玻璃中折射率不同，深層次的原因涉及到了相對磁導率μr以及相對介電常數εr，這兩個常數需要介質中的麥克斯韋方程組計算，接著建立一個符合直覺的物質和光相互作用模型，通過線性耗散力歸納運動方程，再用複數法解出他的穩態等等.
不過考慮到還沒上架不方便PUA讀者.咳咳，內容過於繁複的原因，大家只需要從宏觀上了解到相關結論就行了。
畢竟小牛那個時代也沒麥克斯韋方程組不是？
「紫光1.532藍1.528綠1.519黃1.517橙1.514紅1.513」
看著面前固定的幾組數據，小牛不由深吸了一口氣。
很明顯。
不同色光的折射率不同而且保持恆定，這些七色光的性質是不同的。
由此可知得出一個結論：
白光確實不是一種純光，它是由不同的光構成的。
而這代表著
他離世界的真理，或許又近了一分。
與此同時。
小牛看著這一分為七、同時又七合為一的光線，腦海中忽然想到了什麼。
只見他胸口驟然起伏了幾下，飛快的跑回了屋子裡。
(本章完)
學過物理的朋友應該都知道。
可見光在不同環境下的折射率各有不同，比如玻璃啊、空氣啊、水啊等等。
這些東西在概念上有個統一的稱謂，就是介質。
如今隨著光學的理論研究逐漸制式化，很多初中生也都會明白一個道理：
光可以在介質中傳播，光的傳播本身不需要介質。
但別忘了，小牛所在的是1665年，一個光學研究還停留在開始階段的時期。
因此小牛同學能僅僅憑藉徐雲的幾句話，在半分鐘不到的時間裡，便想到了七色光在不同介質里可能效果不同的情況，這完全就是一個超綱級的表現。
誠然。
目前的小牛還不知道光本身就是玻色子，不需要藉助任何費米子進行傳播——在這個時代，光學對於折射的頂尖理論就是斯涅爾推導出的一個數學等價形式，並且在他去世前無人知曉。
要等1678年惠根斯等人審查了他的手稿後，才會被公開為赫赫有名的斯涅爾定律。
在此之前，只被笛卡爾在《屈光學》中推導過等價式。
並且這裡頭還有一筆很誰也說不清真相的糊塗帳，導致現在他們依舊在共同分享發現光的折射定律的榮譽。
因此雖然小牛的表述中下意識的涵蓋了可見光無法通過某種『環境』傳播的猜測，但這屬於完全可以理解的情況——實話實說，能想到前面一層已經吊炸天了好麼？
隨後看著地面上那小小的一簇七彩光芒，小牛忽然又想到了什麼。
只見他思索了幾秒鐘，對徐雲問道：
「肥魚，太陽光既然可以被色散成七束彩色光芒，那麼這七色光是不是不同的光呢？
還有，理論上這七束光應該是可以重新合成一束白光的吧？」
徐雲抽了抽嘴角，得，張口就又是兩個致命點。
不過此時的他已經逐漸適應了這位祖師爺變態的思考能力，因此很快便調整好了心態，說道：
「抱歉，牛頓先生，我只知道後面一個問題的答案——只要條件合適，七彩光便可以重新聚合成一束白光。」
小牛此時已然來了興致，眼睛滴溜溜的一轉：
「肥魚，你剛才說三稜鏡也可以驗證色散現象？」
「沒錯，而且三稜鏡的效果要比鏡片好上很多。」
小牛微微頷首，不過很快眉頭便再次皺了起來：
「三稜鏡嗎.這東西在倫敦倒是好找，街邊隨便一家眼鏡店都能買到，但伍爾索普這邊卻.」
看著眉頭緊鎖的小牛，徐雲像是變變魔術般的從衣兜里取出了一枚三稜鏡：
「牛頓先生，您看看這是什麼？」
小牛接過一看：
「咦？你怎麼會有三稜鏡？」
徐雲笑而不語。
後世的三稜鏡掛飾價格低到了一個很離譜的程度，很多人都喜歡買來作為鑰匙甚至項鍊掛飾，徐雲上學期選修了一門光學課程，便也順手買了個三稜鏡掛飾竄在了鑰匙環上。
十多分鐘後。
一張直徑一米左右的桌子、一枚三稜鏡以及一塊黑色的木板相繼被擺放到了水缸邊。
隨後徐雲將三稜鏡立起，熟練的調整了一番角度，朝小牛做了個OK的手勢。
過了片刻。
三稜鏡後方的紙板上果然出現了一簇長條光譜，並且比之前的那簇更清晰不少。
徐雲見狀退至一旁，故意不做任何表示，想看看這位祖師爺青春版在沒有任何提示的情況下，到底能做到什麼地步。
只見小牛踱步來到桌子邊，附身仔細的查看了一番光譜。
隨後他猶豫了幾秒鐘，拿起一張黑色紙板。
在上面剪出一個圓形，放到了三稜鏡的外側，也就是光源射來的方向。
大量的太陽光這張被紙板擋住，只有一束圓形的光線通過小孔照了進來，然後.
依舊形成了一道長條光譜。
見此情形，小牛頓時輕輕的「咦」了一聲。
也不知道是不是想與人傾訴的緣故，他忽然再次看向了徐云：
「肥魚，你聽說過笛卡爾先生的理論嗎？」
徐雲點點頭，說道：
「當然聽說過，當初我還在普瓦捷大學參觀過一次呢。
笛卡爾先生認為，光的顏色來自於發光體和人眼之間的介質，和光源無關。
光的色彩不是光自帶的特徵，並且還提出了光跡變換的理論。」
「說的不錯，可你看這裡。」
小牛一手拿著紙板，另一手指了指投射出的長條光譜：
「按照斯涅爾先生的等價式以及笛卡爾先生的理論，圓形光束經過三稜鏡後，應該形成圓形或橢圓形的光斑。
但色散發生後，七彩光形成的卻是長條光譜.
難道說.
笛卡爾先生的理論有問題？」
說完小牛想了想，沒等徐雲接話，再次拿起紙板和剪刀，製作了一個更小的孔洞。
他將這個紙板放在了第一個三稜鏡後，這樣一來，利用這個圓洞，他就能捕捉彩色光帶中的任意光束。（小牛當初手繪過這個裝置，（DOI）10.1098/rsta.2014.0213，小牛親筆，感興趣的可以看看，真的是靈魂畫手）
接著小牛對徐雲招了招手，示意他上前：
「肥魚，我來報數據，你來做記錄。」
徐雲瞳孔微微一縮，心知小牛正在一步步的朝自己最終的「網」游去，不過臉色依舊不變：
「好的，牛頓先生。」
隨後二人一人拿著紙筆，一人開始測算起了角度。
「紅光，入射角i60°，偏折角β32.2°」
「橙光，入射角i60°，偏折角β37.4°」
「入射角i60°，偏折角β38.7°」
20分鐘後，四組、28次的數據記錄完畢。
不同種光在光學玻璃中折射率不同，深層次的原因涉及到了相對磁導率μr以及相對介電常數εr，這兩個常數需要介質中的麥克斯韋方程組計算，接著建立一個符合直覺的物質和光相互作用模型，通過線性耗散力歸納運動方程，再用複數法解出他的穩態等等.
不過考慮到還沒上架不方便PUA讀者.咳咳，內容過於繁複的原因，大家只需要從宏觀上了解到相關結論就行了。
畢竟小牛那個時代也沒麥克斯韋方程組不是？
「紫光1.532藍1.528綠1.519黃1.517橙1.514紅1.513」
看著面前固定的幾組數據，小牛不由深吸了一口氣。
很明顯。
不同色光的折射率不同而且保持恆定，這些七色光的性質是不同的。
由此可知得出一個結論：
白光確實不是一種純光，它是由不同的光構成的。
而這代表著
他離世界的真理，或許又近了一分。
與此同時。
小牛看著這一分為七、同時又七合為一的光線，腦海中忽然想到了什麼。
只見他胸口驟然起伏了幾下，飛快的跑回了屋子裡。
(本章完)