第58章 温柔

休息休息??（《Send to us.》）：白天阳光灿烂，风儿和煦温柔。……“蔓姐，这是近期的收获。”“辛苦你们啦……”一堆美丽的本本们迷人地放在了桌上。“嗯，这个维c和椰子水，循环喝，对嗓子好。”“嗯，谢谢所有大可爱小可爱们，棒棒的！”……“哈喽哈喽，亲爱的蔓同学，winter vacation 快乐！”苏幕的声音好听地再次准时出现。“我家大帅真准时，thank you all the time.”“满足地收下啦，今儿想听啥？”“我的personal computer，偶想听--光盘上的彩色和彩虹是一回事吗，还有彩虹和棱镜是一回事吗？”“有点意思，我来也，看我腾云驾雾！”“噗嗤”，司徒景蔓被苏幕逗笑。“自然界中，存在许多种白光的分光现象，彩虹只是其中的一种。这些分光现象的机理很不相同，如果从课本上找，它们分散在从各阶段物理之中。如果只回答一句太阳光是红橙黄绿青蓝紫七种颜色构成的，然后就没了词儿，这样太敷衍了。如果随意说，就像三棱镜一样也不妥，因为对于很多分光现象而言，它们的原理与三棱镜是完全不同的，这样说是一种误导。…谈到棱镜，大家都知道那位非常牛的牛顿，曾经用棱镜，将太阳的白光分解成了彩色的光带。我们现在，在学校和科技馆经常会看到类似的实验。当然，棱镜在普通的商店并不容易买到，不过我们可以寻找替代的器材，像这种棱边的镜子就可以用来做这个实验。太阳光照到这样一个镜子上，反射出许多光斑，形成奇妙的花样。这种奇妙的花样，对所有年龄段的学生都有强烈的吸引力。低幼年龄的学生甚至可以一边晒脚丫，以促进维生素D合成，改善钙质吸收，一边观察这个光学现象。这些光斑中有一些是白色的，但也有一些是彩色的。这样的彩色分光机制源于透明介质的色散。所谓色散，是指不同颜色的光在介质中的传播速度不同。我们可以设想在学校里，大家排着队，练习齐步走。如果这样的队列，从水泥地面，斜着走向旁边的草地，情况会怎么样呢？水泥地面平整坚硬而草地则很松软，于是一个横排中，先走进草地的同学行进速度瞬间变慢。这样一来，横排的方向由此改变，整个队伍的行进方向也随之偏折，这对应于光学中的折射现象。……如果开始时两队在水泥地面的行进方向相同，那么到草地上的行进方向就会不同，这对应于光学中的色散现象。明白了介质的色散，就很容易理解棱镜分解白光的原理了。白光照射到棱镜的表面，不同颜色的光传播的方向因为介质的色散而变得不同。在棱镜的另一个表面，光线又经过一次折射。随着光线传播的距离不断增加，不同颜色的光沿着不同的方向传播，最终互相分离。对于棱边的镜子，背后镀了一层银，其作用相当于把一个对称的棱镜折叠了一下。最终的效果还是把不同颜色的光分开，呈现出我们看到的彩色光斑。我们看到能够分解白光的棱镜，都是前后两个表面不平行的。实际上，前后两个表面平行的透明体，比如平板玻璃，也应该算是一种特殊的棱镜。可是，当太阳光斜着射入房间时，我们却看不到白光的分解，难道平板玻璃没有色散？实际上，不管玻璃做成什么形状，色散始终存在。太阳光在射入玻璃前表面时，不同颜色的光同样会折射到不同的方向，这和在棱镜中没有任何不同。可是，当光线传播到平板玻璃的后表面时，光线又经历了一次折射。这第二次折射与前一次折射角度大小相同而方向相反。于是，所有不同颜色的光又恢复到完全相同的方向，不管而后传播多远，仍然是混在一起的白光。所以，棱镜上存在两个不平行的平面，使得色散效应不会在两次折射中完全抵消，这样才能将白光分解。…彩虹也是由于介质的色散造成的白光分解现象，有一些科普读物会说彩虹形成的原因像三棱镜一样。实际上，彩虹颜色产生的机理，与棱镜在很多方面是不同的。彩虹是悬浮在空气中的水珠，在太阳的照耀下形成的。彩虹经常是由内外两个同心圆弧形的彩带构成的，内圈的叫做虹，外圈的叫做霓。大家如果仔细看，不难发现霓与虹的色彩关系是正好相反的。虹的红色在外圈，紫色在內圈，而霓则反之。此外，霓比虹通常要更暗，这是由于霓比虹在水珠中要多经过一次反射。太阳光照射到水珠上某一点，入射光线与球面法线的夹角i 称为入射角。光进入水珠时，发生折射，折射角为r。光线射到水珠的后壁，一部分透出水珠，而另一部分反射回水珠。反射回来的光再次到达水与空气的界面，又有一部分透出来，一部分反射回去。这透出来的光，就是我们看到的虹。水珠中的光线第三次来到水与空气的界面，又有一部分透出来。这部分透出的光，构成我们看到的霓。光线每经过一次反射，能量都会分出去一部分。因此，霓的亮度比虹要弱。光线在进出空气与水的界面时，经历两次折射。由于水的色散，不同颜色的光就会折射到不同的角度。不过，光线照射到水珠的不同的位置，对应的入射角 i 是不同的，因而对于虹而言，其出射角A，或者霓的出射角B也相应不同，情况比棱镜要复杂得多。…………由光栅，薄膜，以及光弹性现象所产生的彩色光谱，与彩虹或棱镜的机理完全不同。简单地说，并不是只有彩虹或者棱镜才可以把白光分解成绚烂的七彩。”“哇，长知识啦，阿幕大帅！”“我家认真的蔓，晚安，亲亲！”“晚安，幕，亲亲！”……四季漫步，迷人多慧；春夏秋冬，温馨调味。你说，我是你人生的温馨，慢慢来的精彩；我说，你是我生命里的奇迹，慢慢来的传奇。好梦，晚安！^～^（2019.12.04点滴随笔）