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2015年2月22日 星期日

牛頓三稜鏡實驗的疑問


             根據牛頓三稜鏡實驗的結果,白光可以分散為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫順次連續分布的彩色光譜。而同時,紅、 綠、藍可以組成其他顏色,紅色和綠色光重疊可令眼睛看到黃色,而綠色和藍色光重疊可令眼睛看到青色。剛好紅色和綠色光重疊可令眼睛看到橙色和黃色,而橙色和黃色出現在紅光和綠光之間,如何證明光經過三稜鏡後所看到的橙色和黃色不是由於紅光和綠光重疊而令眼睛看到橙色和黃色,牛頓做了另一個實驗,當光經過第一個三稜鏡後,以另一個三稜鏡分散黃色光,得出黃色光不可以再分散這一結果。

             不過,這一結果受到了當時另一個意大利科學家的質疑,Giovanni Rizzetti 做了相似的實驗,結果得出了不同的結果。當黃光經過第二個三稜鏡後,分散成紅色,綠色及紫色,而黃色光消失這一個跟牛頓實驗完全相反的結果。 (1)

另外,試想像當一束光線進入三稜鏡,可以得出以下結果。













當兩束不同折射率的光線進入,可以得出以下結果。















當三束不同折射率的光線進入,可以得出以下結果。


而這一結果跟哥德對於光的觀察(2)及一些三稜鏡色散的圖片一致,也可以看到這跟紅光、綠光和藍光三種色光重疊的圖形相似。


















Image credit: Adam Hart-Davis.

另外,一些太陽光經過三稜鏡的圖片亦可以看到三色重疊圖案。














可看到看似三個圓形重疊

還有一個較為簡單的三稜鏡實驗,準備一張黑色的卡紙,將不同色彩的三角形色紙放在黑色卡紙上,透過三稜鏡去觀察這張色紙的話,如果是一張白色的色紙的話會看到三個三角形重疊的圖案,而這個圖案看起來就像紅、綠、藍三種色光重疊一樣,黃色只出現在紅色和綠色重疊的部分。 (3)


以下是普通白色燈光的結果
























以下是太陽光的結果


可以看到基本形狀相似