你被这个经典的中学物理实验骗了多少年？牛顿的棺材板真的无法压制
作者七君
你在中学学过，牛顿通过棱镜发现了光的色散，证明白光是由不同颜色的光组成的。为了打动学生，老师也会用棱镜做实验。实验设备通常是这样的——
很多老师会介绍白光通过棱镜分散成七色光，画的是这样的——
图片来源：维基百科
老师会继续介绍，如果七种颜色回到原来的方式，可以重新组合成白光。那么同样的方式怎么回呢？后面加个倒一模一样的棱镜就行了。
教科书和教辅中很多关于牛顿合成白光的错误演示。图片来源：(DOI)10.1119/1.5018680
看着眼熟，听着耳熟吗？其实这个装备和这个解释是完全错误的。牛顿根本没有合成白光。这种错误在国外知名大学教材和期刊论文中屡见不鲜。今天我们就来看看这个经典的中学实验到底哪里出了问题。
事情应该是300多年前开始的。牛顿时代，人们认为白光是单色光，其他光都是在白光的基础上产生的。
当时盛行的关于光的颜色的理论是笛卡尔提出的。笛卡尔认为，光的颜色来自光源和人眼之间的介质，与光源无关。光的颜色不是光的特征。
当时还默默无闻的牛顿并不相信这种说法。牛顿最初注意到笛卡尔理论的问题是因为他观察到了这种现象：当一束圆形的光照射到棱镜上时，棱镜后面没有圆形的像，而是出现了长光谱。
我们中学学过，光从空气中注入其他介质后会发生折射，它们的角度满足斯内尔定律。在牛顿时代，已经发现了斯内尔定律。
斯内尔定律。图片来源：维基百科
根据折射原理和笛卡尔理论，圆形光束通过棱镜后应该形成圆形或椭圆形光斑，这种带状光谱是无法解释的。所以他认为笛卡尔的理论一定是错的。
然而，他不确定这七种颜色是否不同，所以他做了另一个实验。第一个棱镜后，他加了一张有小圆孔的纸。通过使用这个圆孔，他可以捕捉到色带中的任何光束。
灵魂画家牛顿画的实验装置。图片来源：(doi) 10.1098/rsta.2014.0211
翻译摸牛顿——的意思
然后，他让不同颜色的光通过棱镜再次折射，然后计算不同颜色光的折射率。通过这个实验，他发现不同颜色的光的折射率是不同的并保持不变，这使他确信这七种颜色的光的性质是不同的，所以白光真的不是一种光，而是由不同的光组成的。
但在棱镜不流行的17世纪，这种推理并不能说服所有人。要证明白光真的由七种颜色组成，最好的方法是将七种颜色组合成白光。
牛顿发现，如果在棱镜后面放置一个凸透镜，根据凸透镜的聚焦性质，所有的光线都会聚集在凸透镜的焦点处。果然，在焦点处，我们又看到了白光。
然而，在非聚焦的地方，七种颜色的光不会会聚成白光。
为了产生一致的合成白光，牛顿在此基础上设计了这个装置——
