第91章 牛頓萬有引力

  惠更斯跟牛頓在一起，牛頓跟有過節的惠更斯在討論一個實驗。


  惠更斯說：“光是波動的，是一群波。”


  牛頓搖搖頭說：“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。”


  惠更斯說：“棱鏡篩選出的都是光子，隻不過他們有自己的波長，波長不一樣。”


  牛頓沒有多說什麽，取來兩塊玻璃體，一塊是14英尺望遠鏡用的平凸鏡，另一塊是50英尺左右望遠鏡用的大型雙凸透鏡。在雙凸透鏡上放上平凸鏡，使其平麵向下，當把玻璃體互相壓緊時，就會在圍繞著接觸點的周圍出現各種顏色，形成色環。


  於是這些顏色又在圓環中心相繼消失。


  牛頓對惠更斯說：“這個色環，你觀察過嗎？”


  惠更斯興奮的說：“頭一次看到。”


  牛頓在壓緊玻璃體時，在別的顏色中心最後現出的顏色，初次出現時看起來像是一個從周邊到中心幾乎均勻的色環，再壓緊玻璃體時，這色環會逐漸變寬，直到新的顏色在其中心現出。如此繼續下去，第三、第四、第五種以及跟著的別種顏色不斷在中心現出，並成為包在最內層顏色外麵的一組色環，最後一種顏色是黑點。


  如果抬起上麵的玻璃體，使其離開下麵的透鏡，色環的直徑就會偏小，其周邊寬度則增大，直到其顏色陸續到達中心，後來它們的寬度變得相當大，就比以前更容易認出和訓別它們的顏色了。


  牛頓說：“我測量了六個環的半徑（在其最亮的部分測量），發現這樣一個規律：亮環半徑的平方值是一個由奇數所構成的算術級數，即1、3、5、7、9、11，而暗環半徑的平方值是由偶數構成的算術級數，即2、4、6、8、10、12。例凸透鏡與平板玻璃在接觸點附近的橫斷麵，水平軸畫出了用整數平方根標的距離：√1=1√2=1.41，√3=1.73，√4=2，√5=2.24等等。”


  惠更斯笑說：“不錯，你的發現很有意思。”


  牛頓說：“在這些距離處，我還觀察到交替出現的光的極大值和極小值。”


  惠更斯細細的看著，牛頓繼續介紹說：“兩玻璃之間的垂直距離是按簡單的算術級數，1、2、3、4、5、6……增大的。這樣，知道了凸透鏡的半徑後，就很容易算出暗環和亮環處的空氣層厚度，牛頓當時測量的情況是這樣的：用垂直入射的光線得到的第一個暗環的最暗部分的空氣層厚度為1/189000英寸，將這個厚度的一半乘以級數1、3、5、7、9、11，就可以給出所有亮環的最亮部分的空氣層厚度，即為1/178000，3/178000，5/178000，7/178000……它們的算術平均值2/178000，4/178000，6/178000……等則是暗環最暗部分的空氣層厚度。”


  牛頓把裝置產生的幹涉暗環半徑為公式寫出來了，等於√(kRλ)，其中k=0，1，2……


  牛頓說：“我還用水代替空氣，從而觀察到色環的半徑將減小。他不僅觀察了白光的幹涉條紋，而且還觀察了單色光所呈現的明間相間的幹涉條紋。所以更加證實了光子是顆粒。”


  惠更斯說：“這個裝置可以用來檢驗光學元件表麵的準確度．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生微小變化，條紋就會移動。用此原理可以精密地測定壓力或長度的微小變化。”


  牛頓得意的說：“服不服？”


  惠更斯說：“按理說，光的波動性的最好證明之一，你恰恰證實了我的結構。”


  牛頓看著‘執迷不悟’的惠更斯，帶著狡辯的語氣說：“光是一束通過窨高速運動的粒子流，是一陣容易反射，一陣容易透射的一種詭異粒子。”


  惠更斯說：“什麽亂七八糟的，明明是波動性，你為什麽要用這種詭異的方法來解釋。我承認你的牛頓環做的很好，但是光是波動的。”


  牛頓繼續說：“每條光線在通過任何折射麵時都要進入某種短暫的狀態，這種狀態在光線得進過程中每隔一定時間又複原，並在每次複原時傾向於使光線容易透過下一個折射麵，在兩次複原之間，則容易被下一個折射麵的反射。”


  惠更斯說：“這是什麽狗屁說法？”


  牛頓繼續耐心的解釋說：“每次返回和下一次返回之間所經過的距離稱為陣發的間隔。”


  惠更斯無語了，滿腔怒火的說：“承認了吧。你所說的“陣發的間隔”就是波動中所說的波長。”牛頓卻含糊地說：“肯定不是波！”


  惠更斯說：“那你說說看，這到底是什麽？”


  牛頓說：“至於這是什麽作用或傾向，它就是光線的圓圈運動或振動，還是介質或別的什麽東西的圓圈運動或振動，我這裏就不去探討了。”