
这张照片捕捉到了一个充满诗意与科学美感的瞬间:一束光线穿过三棱镜后,在课本页面上投射出一道清晰而绚丽的彩虹光谱。红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色依次排列,如同自然界的虹彩被凝固在纸页之上。光斑落在印有电路图和文字的教材上,形成了一幅“知识与光”交融的画面——科学的理性与自然的绚烂在此刻交汇。
这幅图像所呈现的现象,正是光学中的经典原理——
光的色散
(Dispersion of Light)。
当白光(如日光或灯光)通过透明介质(如玻璃三棱镜)时,由于不同波长的光在介质中的折射率略有差异,它们在界面处发生不同程度的偏折。具体而言,紫光波长短、折射率大,偏折程度最大;红光波长长、折射率小,偏折最小。因此,原本混合在一起的白光在经过三棱镜后被分解为不同颜色的单色光,形成连续的彩色光谱,这一过程即为
色散
。
这一现象最早由艾萨克·牛顿在17世纪通过实验系统揭示。他使用三棱镜将阳光分解成七色光带,并证明白光是由多种颜色光混合而成。这一发现不仅打破了“白光是纯粹”的传统观念,也为现代光学和光谱学的发展奠定了基础。
照片中,三棱镜将光分解后投射到课本上,使得色彩在文字与电路图之间流淌,仿佛在用光的语言讲述科学的故事。同时,这种色散效应也广泛应用于现实世界:例如,棱镜分光仪用于分析物质成分,光纤通信中需考虑色散对信号的影响,甚至自然界中的彩虹也是水滴对阳光进行多次折射与反射后产生的色散结果。
值得一提的是,尽管照片标题为“水光的色散”,但实际画面中应为
玻璃三棱镜
而非水体。若为水形成的棱柱状结构(如雨滴),其原理相同,只是介质不同。不过,无论是水还是玻璃,只要具有合适的几何形状与折射特性,都能实现光的分离。
这幅作品不仅是对物理现象的精准记录,更是一次视觉与思维的双重启发。它提醒我们:最普通的光,蕴含着最深刻的奥秘;而科学,正是照亮未知的一束光。在课本的字里行间,一道彩虹悄然绽放——那是自然规律写下的最美注解。