第一百零五章 牛頓環(huán)（光學(xué)）

　　惠更斯跟牛頓在一起，牛頓跟有過(guò)節(jié)的惠更斯在討論一個(gè)實(shí)驗(yàn)。

　　惠更斯說(shuō)：“光是波動(dòng)的，是一群波?！?p>　　牛頓搖搖頭說(shuō)：“光是一堆粒子。這些粒子可以用棱鏡篩選出不同顏色的光子?！?p>　　惠更斯說(shuō)：“棱鏡篩選出的都是光子，只不過(guò)他們有自己的波長(zhǎng)，波長(zhǎng)不一樣。”

　　牛頓沒(méi)有多說(shuō)什么，取來(lái)兩塊玻璃體，一塊是14英尺望遠(yuǎn)鏡用的平凸鏡，另一塊是50英尺左右望遠(yuǎn)鏡用的大型雙凸透鏡。在雙凸透鏡上放上平凸鏡，使其平面向下，當(dāng)把玻璃體互相壓緊時(shí)，就會(huì)在圍繞著接觸點(diǎn)的周圍出現(xiàn)各種顏色，形成色環(huán)。

　　于是這些顏色又在圓環(huán)中心相繼消失。

　　牛頓對(duì)惠更斯說(shuō)：“這個(gè)色環(huán)，你觀察過(guò)嗎？”

　　惠更斯興奮的說(shuō)：“頭一次看到?！?p>　　牛頓在壓緊玻璃體時(shí)，在別的顏色中心最后現(xiàn)出的顏色，初次出現(xiàn)時(shí)看起來(lái)像是一個(gè)從周邊到中心幾乎均勻的色環(huán)，再壓緊玻璃體時(shí)，這色環(huán)會(huì)逐漸變寬，直到新的顏色在其中心現(xiàn)出。如此繼續(xù)下去，第三、第四、第五種以及跟著的別種顏色不斷在中心現(xiàn)出，并成為包在最內(nèi)層顏色外面的一組色環(huán)，最后一種顏色是黑點(diǎn)。

　　如果抬起上面的玻璃體，使其離開(kāi)下面的透鏡，色環(huán)的直徑就會(huì)偏小，其周邊寬度則增大，直到其顏色陸續(xù)到達(dá)中心，后來(lái)它們的寬度變得相當(dāng)大，就比以前更容易認(rèn)出和訓(xùn)別它們的顏色了。

　　牛頓說(shuō)：“我測(cè)量了六個(gè)環(huán)的半徑（在其最亮的部分測(cè)量），發(fā)現(xiàn)這樣一個(gè)規(guī)律：亮環(huán)半徑的平方值是一個(gè)由奇數(shù)所構(gòu)成的算術(shù)級(jí)數(shù)，即1、3、5、7、9、11，而暗環(huán)半徑的平方值是由偶數(shù)構(gòu)成的算術(shù)級(jí)數(shù)，即2、4、6、8、10、12。例凸透鏡與平板玻璃在接觸點(diǎn)附近的橫斷面，水平軸畫(huà)出了用整數(shù)平方根標(biāo)的距離：√1=1√2=1.41，√3=1.73，√4=2，√5=2.24等等?！?p>　　惠更斯笑說(shuō)：“不錯(cuò)，你的發(fā)現(xiàn)很有意思。”

　　牛頓說(shuō)：“在這些距離處，我還觀察到交替出現(xiàn)的光的極大值和極小值?！?p>　　惠更斯細(xì)細(xì)的看著，牛頓繼續(xù)介紹說(shuō)：“兩玻璃之間的垂直距離是按簡(jiǎn)單的算術(shù)級(jí)數(shù)，1、2、3、4、5、6……增大的。這樣，知道了凸透鏡的半徑后，就很容易算出暗環(huán)和亮環(huán)處的空氣層厚度，牛頓當(dāng)時(shí)測(cè)量的情況是這樣的：用垂直入射的光線得到的第一個(gè)暗環(huán)的最暗部分的空氣層厚度為1/189000英寸，將這個(gè)厚度的一半乘以級(jí)數(shù)1、3、5、7、9、11，就可以給出所有亮環(huán)的最亮部分的空氣層厚度，即為1/178000，3/178000，5/178000，7/178000……它們的算術(shù)平均值2/178000，4/178000，6/178000……等則是暗環(huán)最暗部分的空氣層厚度?！?p>　　牛頓把裝置產(chǎn)生的干涉暗環(huán)半徑為公式寫出來(lái)了，等于√(kRλ)，其中k=0，1，2……

　　牛頓說(shuō)：“我還用水代替空氣，從而觀察到色環(huán)的半徑將減小。他不僅觀察了白光的干涉條紋，而且還觀察了單色光所呈現(xiàn)的明間相間的干涉條紋。所以更加證實(shí)了光子是顆粒?！?p>　　惠更斯說(shuō)：“這個(gè)裝置可以用來(lái)檢驗(yàn)光學(xué)元件表面的準(zhǔn)確度．如果改變凸透鏡和平板玻璃間的壓力，能使其間空氣薄膜的厚度發(fā)生微小變化，條紋就會(huì)移動(dòng)。用此原理可以精密地測(cè)定壓力或長(zhǎng)度的微小變化?！?p>　　牛頓得意的說(shuō)：“服不服？”

　　惠更斯說(shuō)：“按理說(shuō)，光的波動(dòng)性的最好證明之一，你恰恰證實(shí)了我的結(jié)構(gòu)?！?p>　　牛頓看著‘執(zhí)迷不悟’的惠更斯，帶著狡辯的語(yǔ)氣說(shuō)：“光是一束通過(guò)窨高速運(yùn)動(dòng)的粒子流，是一陣容易反射，一陣容易透射的一種詭異粒子?！?p>　　惠更斯說(shuō)：“什么亂七八糟的，明明是波動(dòng)性，你為什么要用這種詭異的方法來(lái)解釋。我承認(rèn)你的牛頓環(huán)做的很好，但是光是波動(dòng)的?！?p>　　牛頓繼續(xù)說(shuō)：“每條光線在通過(guò)任何折射面時(shí)都要進(jìn)入某種短暫的狀態(tài)，這種狀態(tài)在光線得進(jìn)過(guò)程中每隔一定時(shí)間又復(fù)原，并在每次復(fù)原時(shí)傾向于使光線容易透過(guò)下一個(gè)折射面，在兩次復(fù)原之間，則容易被下一個(gè)折射面的反射?！?p>　　惠更斯說(shuō)：“這是什么狗屁說(shuō)法？”

　　牛頓繼續(xù)耐心的解釋說(shuō)：“每次返回和下一次返回之間所經(jīng)過(guò)的距離稱為陣發(fā)的間隔?！?p>　　惠更斯無(wú)語(yǔ)了，滿腔怒火的說(shuō)：“承認(rèn)了吧。你所說(shuō)的“陣發(fā)的間隔”就是波動(dòng)中所說(shuō)的波長(zhǎng)。”牛頓卻含糊地說(shuō)：“肯定不是波！”

　　惠更斯說(shuō)：“那你說(shuō)說(shuō)看，這到底是什么？”

　　牛頓說(shuō)：“至于這是什么作用或傾向，它就是光線的圓圈運(yùn)動(dòng)或振動(dòng)，還是介質(zhì)或別的什么東西的圓圈運(yùn)動(dòng)或振動(dòng)，我這里就不去探討了。”