简介
彩虹看上去是连续的:每一种颜色都过渡到下一种,中间什么也不缺。太阳光确实是这样的。你家里的绝大多数灯却不是,而光凭肉眼看灯,你根本分辨不出来。
CD上的沟槽排得比光的波长还密,这让这张碟成为一块衍射光栅,也就成了一台真正科学仪器的工作部件。仪器剩下的部分,是一个麦片盒。
原理说明
炽热的固体会同时发出所有颜色的光,因为它的原子挤在一起互相推挤,这就是太阳或老式钨丝灯泡给出的那道平滑彩虹。而稀薄的发光气体做的是完全不同的事:只有几条锐利而分开的颜色,中间什么都没有。这是因为原子内部的电子不能待在任意位置上。它只能占据某些固定的能级,就像一架梯子上没有中间空隙的横档,而当它从一档落到另一档时,就会放出一个光子,这个光子的颜色恰好由那个落差的大小决定。这些分开的亮线,就是这条规则被看见的样子,也正是当年迫使物理学家发明量子力学的证据之一。
分步说明
- 1
用胶带把麦片盒顶部封死,不让光进去,条件允许的话在内壁糊上黑纸。
- 2
在盒子一端做一条细缝,大约1毫米宽、3厘米高。用两片卡纸的直边隔开一毫米贴好,会比用刀划出来的缝干净得多。
- 3
在大人协助下,从碟片上切下一块楔形。如果是DVD,先把两层掰开,留下仍带有彩虹光泽的那一层。
- 4
在盒子另一端靠下的位置,开一个约2厘米的观察孔。
- 5
把碟片块贴在盒内观察孔的下方,倾斜大约60度,使得你从孔里看进去时,看到的是碟片表面,并在其中看到狭缝的反射。
- 6
把狭缝对准一面被日光照亮的白墙,从观察孔往里看。调整倾角,直到侧边出现一条彩色带,然后把碟片固定住。
- 7
现在依次观察四种光源,但绝不能是太阳本身:照在墙上的日光、老式钨丝灯或卤素灯、荧光灯管或节能灯,以及白光LED。把每一种看到的样子都画下来。
光谱速写
每一种光源填一行。把你看到的画下来,而不是用文字描述,并注明这些颜色是彼此融合的还是各自分开的。
| 光源 | 连续还是分开的亮线? | 你能分辨出的颜色 | 有没有缺失的部分? |
|---|---|---|---|
| 行 1, 光源 | 行 1, 连续还是分开的亮线? | 行 1, 你能分辨出的颜色 | 行 1, 有没有缺失的部分? |
| 行 2, 光源 | 行 2, 连续还是分开的亮线? | 行 2, 你能分辨出的颜色 | 行 2, 有没有缺失的部分? |
| 行 3, 光源 | 行 3, 连续还是分开的亮线? | 行 3, 你能分辨出的颜色 | 行 3, 有没有缺失的部分? |
| 行 4, 光源 | 行 4, 连续还是分开的亮线? | 行 4, 你能分辨出的颜色 | 行 4, 有没有缺失的部分? |
| 行 5, 光源 | 行 5, 连续还是分开的亮线? | 行 5, 你能分辨出的颜色 | 行 5, 有没有缺失的部分? |
| 行 6, 光源 | 行 6, 连续还是分开的亮线? | 行 6, 你能分辨出的颜色 | 行 6, 有没有缺失的部分? |
最后一列最有价值。本该有颜色的地方出现空缺,说明那种颜色压根就没有被发射出来,而这和一条亮线一样是信息。
