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> 五光石和七色光

  我国宋代已经发现天然透明的晶体在阳光照射下发出五色光的现象,并把这种晶体叫做“五光石”。

  我国古代对于虹也有不少记载和分析。北宋的沈括在《梦溪笔谈》里引用孙彦光的话说:“虹乃雨中日影也,日照雨则有之”。还有位叫张志和的人,背着阳光喷水,造出了人造虹。你不妨也试一试,背着阳光喷一口水,果真能见到美丽的彩虹。背着阳光看喷泉或喷灌散开的水珠,也能看到人造虹。

  古人有的认为美丽的色彩是太阳射出来的。有的人认为色彩是物体发出来的,阳光是白色的,阳光加上物体的色彩才出现了五光十色的世界。到底哪种说法对呢?

  这个问题直到1672年英国科学家牛顿解释了著名的棱镜实验才得到了正确的答案。

  牛顿在他的著作《关于光和色的新理论》中,叙述了当时的情景:“我在1666年初,做了一个三角形的玻璃棱镜,利用它研究色的现象。为了这个目的,我把房间弄成漆黑的,在窗户上做一个小孔,让适量的阳光射进来,我又把棱镜放在光的入口处,使通过棱镜的光能折射到对面的墙上去。当我第一次看见由此产生的鲜明而强烈的颜色,我感到了极大的愉快。”

  我们可以在实验室里重复牛顿的实验,你会看到,阳光经过棱镜发生折射,在屏上形成一条彩色的光带。光带中靠近棱镜顶角的一端是红色,靠近底面的一端是紫色,形成了红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的七色彩带。如果再放一个棱镜,其底面倒置,让七色光通过,便又合成了一束白光。牛顿的实验说明,白色的阳光是由七种颜色的光混和而成的,是太阳为我们送来了色彩。

  牛顿的色散实验解开了五光石的谜,五光石在阳光下能发出色光,是由于这种透明晶体能使阳光发生色散的缘故。

> 海水为什么是蓝色?

  站在海边,极目远望,大海是蓝色的。然而,当你舀起一盆海水观察,你会发现海水是无色透明的。大海的蓝色是从何而来的呢?

  选择吸收是物体呈现颜色的主要原因。在一定的波长范围内,若物质对通过它的各种波长的光都作等量(指能量)吸收,且吸收量很小,则称这种物质为一般吸收;若物质吸收某种波长的光能比较显著,则称这种物质具有选择吸收性。太阳光照射到海面时,一部分光被反射回来,另一部分光折射进入水中。进入水中的光线在传播过程中会被水吸收。水对光的吸收与光的波长有关,即水具有选择吸收性。水对波长较长的光吸收显著,对波长较短的吸收不明显。红光、橙光和黄光在不同的深度时均被吸收了,并使海水的温度升高。到一定的深度绿光也被吸收了。而波长较短的蓝光和紫光遇到水分子或其他微粒会四面散开,或反射回来。所以当海水明净清澈时,目光中被海水吸收最少的蓝光和紫光就反射和散射到我们眼里,我们看见的大海就呈现出蓝色。

  人们自然会提出这样一个问题,紫光波长最短,散射和反射应当最强烈,为什么海水不带紫色呢?实验表明,人眼对紫光很不敏感,因此对海水反射的紫光视而不见。所以海水不呈现紫色,完全是因为人眼没有如实反映情况的缘故。

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