邁克耳孫講的干涉儀的故事-064

前言

　　為夢(mèng)想成為邁克耳孫那樣優(yōu)秀的科學(xué)家的青少年講的“干涉儀”的故事　　我們可以把世界上的天才分為兩類?！　∫活愂蔷哂谐鲱惏屋偷莫?dú)創(chuàng)性，普通人望塵莫及的天才；另一類是刻苦勤奮的天才。　　愛因斯坦這樣的天才就不在話下。刻苦勤奮成為天才的人們與眾不同的就是他們那“閃光的創(chuàng)造性思維”?！　∥艺J(rèn)為與閃光的創(chuàng)造性思維有直接關(guān)聯(lián)的是“想象的力量”。我寫這本書，希望對(duì)于培養(yǎng)讀者朋友們的創(chuàng)造性思維有所幫助。　　在這本書里，我講述了關(guān)于光本性的故事。古典物理學(xué)家牛頓主張光是由類似顆粒的粒子組成的粒子論。后來大家深信不疑地把粒子論當(dāng)成光的本性?？珊髞碛t(yī)生、物理學(xué)家托馬斯·楊以新的證據(jù)提出了光的波動(dòng)說，于是，在當(dāng)時(shí)的學(xué)術(shù)界圍繞粒子論和波動(dòng)說引起了一場(chǎng)激烈的爭論。　　19世紀(jì)法國菲涅爾和傅科又提出了波動(dòng)論的另一個(gè)證據(jù)。19世紀(jì)后半期麥克斯韋提出了電磁波理論，于是波動(dòng)論作為至高無上的理論穩(wěn)穩(wěn)地站住了腳跟。但是進(jìn)入20世紀(jì)，隨著愛因斯坦宣布光是同時(shí)具有粒子和波動(dòng)性質(zhì)這一事實(shí)，終結(jié)了有關(guān)光本性的幾百年漫長的爭論。希望這本書能夠幫助同學(xué)們進(jìn)一步培養(yǎng)創(chuàng)造性思維?！　∨c讀者朋友們的期望相比，我總覺得欠讀者朋友們很多。為此我想把這本書獻(xiàn)給我的讀者朋友們，并跟大家一起分享這本書面世的喜悅?！　∷味饔?/pre>


內(nèi)容概要
　　光是我們生活中最常見的又不可或缺的寶物。不過大家對(duì)它的了解有多少呢？它的特性、本質(zhì)都是什么呢？估計(jì)很少有人知道?！　∷味饔谰幹摹哆~克耳孫講的干涉儀的故事》模擬偉大的物理學(xué)家邁克耳孫來到同學(xué)們身邊，親自為大家講解和光有關(guān)的知識(shí)，包括光的顏色、光的介質(zhì)——以太、光的本質(zhì)等，詳盡地揭示出了光的諸多奧秘?！　　哆~克耳孫講的干涉儀的故事》不僅可以讓同學(xué)們學(xué)到知識(shí)，更能讓大家懂得珍惜光以及身邊常見卻寶貴的物質(zhì)。


作者簡介
　　宋恩永，畢業(yè)于高麗大學(xué)物理系，專攻原子核物理學(xué)。1999年榮獲第十七屆韓國科技圖書獎(jiǎng)。現(xiàn)以專業(yè)科普作家的身份活躍于科普文學(xué)領(lǐng)域，推出了很多優(yōu)秀的科普讀物。代表作有《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》、《相會(huì)在黑洞》、《科學(xué)原理旅行》等。


書籍目錄
第一課 光是什么第二課 牛頓的干涉儀實(shí)驗(yàn)第三課 光的性質(zhì)第四課 托馬斯·楊提出波動(dòng)論第五課 粒子論和波動(dòng)論第六課 波動(dòng)論的優(yōu)勢(shì)第七課 光的介質(zhì)——以太第八課 以太的性質(zhì)第九課 尋找以太第十課 光的本性附錄科學(xué)家簡介科學(xué)年代表核心內(nèi)容測(cè)試現(xiàn)代科學(xué)辭典


章節(jié)摘錄
　　七色彩帶　　牛頓關(guān)掉實(shí)驗(yàn)室里的燈，用厚厚的黑色窗簾遮住了所有的窗戶，可他并沒有完全封閉光線穿透的路徑。他在窗簾的中問穿了一個(gè)小洞，讓陽光能從這個(gè)小洞中照射進(jìn)來。做實(shí)驗(yàn)之前，牛頓用布先遮住了這個(gè)洞?！　∨ｎD將干涉儀固定在桌子的一邊，做了個(gè)深呼吸。一想起即將要看到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，他抑制不住內(nèi)心的興奮勁兒?！　　皶?huì)出現(xiàn)什么顏色的光呢？”　　他心里一再想象透過窗簾上的小洞照進(jìn)來的陽光通過干涉儀反射到墻上的顏色?！　∨ｎD走到窗邊小心翼翼地揭下了遮住小洞的布。在那一瞬間，像似早已等待這一刻，一束強(qiáng)烈的陽光迫不及待地照進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室，并通過干涉儀在墻壁上投下了牛頓翹首盼望的未知的光線?！　　昂妹利惖墓庋剑　薄　∨ｎD不由自主地感嘆起來了。說來也難怪，出現(xiàn)在牛頓眼前的是以前誰都沒有預(yù)測(cè)過的結(jié)果。墻壁上井然有序地排列出了赤、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種彩虹顏色的光?！　∨ｎD欣喜若狂，可他還是努力鎮(zhèn)定下來，進(jìn)行了認(rèn)真的思考?！　　叭绻f眼下出現(xiàn)在我面前的是不可否認(rèn)的真理，那么不管在何時(shí)何地做同樣的實(shí)驗(yàn)，得出來的結(jié)果都應(yīng)該是完全一樣的?！薄　∨ｎD一遍又一遍反復(fù)地做了前面做過的實(shí)驗(yàn)。結(jié)果每次都是一樣的。通過干涉儀的陽光無一例外都是7道晶瑩的彩虹顏色的光?！　浊陙肀蝗藗冋J(rèn)為是至高無上、千真萬確的亞里士多德的權(quán)威觀點(diǎn)，就在那一瞬間一下子土崩瓦解了。　　赤色光和紫色光的折射程度　　牛頓的實(shí)驗(yàn)大獲成功。通過干涉儀的光在墻壁上留下了赤、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫7道不同顏色的光。而這七道顏色的光也不是任意組合的，它是按照光本身固有的內(nèi)在規(guī)律而組合的。　　那么，干涉儀是如何將原本白色的陽光改變?yōu)槌?、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫這七道彩虹顏色投射在墻壁上的呢？好，現(xiàn)在我們做一下思考實(shí)驗(yàn)?！　￡柟馔ㄟ^干涉儀的時(shí)候被折斷了，　　而每種顏色的折斷程度又不盡相同?！　∶糠N顏色的光折斷程度不同，說明光的移動(dòng)范圍和移動(dòng)速度是不一樣的。　　光被折斷的現(xiàn)象叫做光的折射。放在杯子里的筷子看起來像折斷的，水深看起來比實(shí)際深度要淺，這些現(xiàn)象都是由于光的折射引起的。　　在這里我們所說的光的移動(dòng)范圍和移動(dòng)速度用專業(yè)術(shù)語來說就是波長。即、赤、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫這七道彩色光，它們各自擁有各自獨(dú)特的波長?！　〔ㄩL最長的是赤色，最短的是紫色。所以從赤色光到紫色光，光的波長依次漸短。　　來，我們繼續(xù)進(jìn)行思考實(shí)驗(yàn)　　步距越大，在相同的時(shí)間內(nèi)走過的路程就越長?！　⊥瑯拥脑恚獾牟ㄩL越長，光移動(dòng)的距離也就越長。　　因此，在7道顏色的光中，波長最長的赤色光移動(dòng)的距離最長，波長最短的紫色光移動(dòng)的距離最短?！　≡煳镏魇呛芄降摹＞拖褚粋€(gè)人不可能具備所有的優(yōu)點(diǎn)一樣。有優(yōu)點(diǎn)就必有缺點(diǎn)。步距和波長的問題也是如此。因?yàn)椴骄啻?，雖然在短時(shí)間內(nèi)可以移動(dòng)更長的距離，但是如果遇到十字路口，想立刻拐彎向另一邊邁步就不容易了。在這種情況下，步距越短反而越有利。　　波長也跟步距是一樣的?！　『?，我們繼續(xù)進(jìn)行思考實(shí)驗(yàn)?！　〕嗌獾牟ㄩL最長。　　波長越長意味著往右或者往左折射越不容易?！　∷圆ㄩL長的光不能以大角度被折射?！　∵@就是赤色的折射角比較小的原因?！　∠喾矗仙獾牟ㄩL要比赤色光短得多。　　波長短意味著與波長長的情況相比更容易向兩旁折射?！　∷圆ㄩL短的光可以大角度地折射?！　∵@就是紫色光折射角大的原因?！　耐ㄟ^干涉儀反射的赤，橙，黃，綠，青，藍(lán)，紫7道顏色的光中，我們可以知道赤色的折射角最小，紫色折射角最大。其主要原因就在于波長的長短。即，由于赤色波長長所以折射角度小，由于紫色波長短所以折射角度大?！　〔ㄩL是光固有的特性。所以赤色光和紫色光的波長不論何時(shí)何地都不會(huì)被改變。正因?yàn)槿绱?，彩虹中的七道顏色光不?huì)出現(xiàn)改變位置順序的現(xiàn)象。誰看過藍(lán)色在先赤色在后的彩虹？　　通過干涉儀的光從赤色到紫色，其折射角依次變大。　　色散、彩虹以及光譜　　光的顏色被分解為七種彩虹色叫做色散。首次發(fā)現(xiàn)光的色散現(xiàn)象的正是牛頓?！　〔屎缇褪怯晒獾恼凵浜蜕⒍纬傻淖匀滑F(xiàn)象。飄浮在空中的每一顆水滴都在發(fā)揮干涉儀的功能，以一定的規(guī)則反射太陽光。　　水滴以42°左右的角度反射陽光的時(shí)候往往形成彩虹。被水滴折射的太陽光線按照赤、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫的順序以帶狀分布色散這七道光。其中，赤色光的反射角度為43°左右，紫色光的反射角度為41°左右?！　」馍⑿纬傻牟噬鈳Ы凶龉庾V?？梢哉f彩虹就是大自然給我們展示的色散的一個(gè)典型的例子。　　光譜有連續(xù)光譜、線狀光譜和吸收光譜等多種?！　∠癫屎缒菢訌某嗌獾阶仙?道顏色的光依次相連的光譜叫做連續(xù)光譜。而特定狀態(tài)下的氣體放出的光卻以獨(dú)特的細(xì)線射出，這種光叫做線狀光譜?！　∪绻艿疥柟獾奶囟怏w吸收掉特定的波長，連續(xù)光譜中就會(huì)出現(xiàn)一條暗線。這種暗線叫做吸收光譜?！　　?/pre>




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