“可是說實在的,太陽和這裏有什麽關係呢?”讀者問,“這裏談的是本生燈的火焰,是分析化學物質。為什麽忽然提到太陽和太陽的光譜呢?”
這你一會兒就明白了。
牛頓查出了什麽?
他在黑屋子裏查出太陽光不是由一種光線而是由各種不同顏色的光線組成的,又查出三棱鏡的折射作用能使這些光線離開原來的直線,各依一條新路線前進。
那麽,一切別的光——日光以外的人造光——也都不是單一的嗎?例如酒精燈的光或燭光也是由各種顏色的光所組成的嗎?
是的,人工照明燈所發的光,也是可以分解成各種顏色的。
1814年,熟練的德國光學家夫琅和費曾經研究各種燈光的光譜,想從裏麵找到一種隻發一種光線的光源。因為他為光學儀器造好了幾塊優良的放大鏡,需要單色的光,幫助他檢查放大鏡的品質。
夫琅和費沒有找到純淨的單色火焰,但他發現了其他幾種有趣的事物。
夫琅和費像牛頓一樣,鑽進了一間黑屋子,但他沒有讓外來的光經過圓孔,卻讓它經過窗上或門上一條狹縫射進屋子。他把一盞燈放在室外那條狹縫的緊跟前,又把一支窺管裝在三棱鏡後麵,來收集燈焰所生的光譜。
他的窺管很有作用,他那三棱鏡也是特種玻璃製造的,能使各色光線向不同的方向散開,分布得很寬。因此,他所得到的光譜就很長,很鮮豔,輪廓清晰。那樣長的一條花花綠綠的光帶,看去是多麽美麗呀!
夫琅和費第一次在狹縫跟前擺了盞油燈,向窺管裏窺看時,裏麵有兩條大小和狹縫恰恰相等的極其明亮的黃線,並排出現在一條彩色譜帶上。
他轉轉管裏的透鏡,又窺看了一兩次,黃線總是出現在原來的位置上。於是夫琅和費想到,這準是因為在油燈所發出的全部光線中,有兩條特別明亮,所以,雖然夾在其他光線當中,也不至於模糊不清,卻給那條狹縫造成了獨立的兩個輪廓分明的影像。
夫琅和費拿掉油燈,改用酒精燈,那兩條黃線還出現在窺管的視野裏。
換用蠟燭,黃色仍然很突出。而且,盡管光源改變,黃線出現的位置總是相同。當然,這是說窺管和三棱鏡沒有挪動位置,光譜也沒有改變長度的話。
夫琅和費又向太陽光譜中尋找這兩條黃線,但是沒有找到,卻發現:太陽光譜中有許多條黑線橫斷在一條又長又亮的彩色譜帶上。
夫琅和費數了數黑線的數目,在500條以上。這500多條粗細長短和狹縫相等的細黑線,條條都永遠出現在同一的位置上。有的黑得深些,有的黑得淺些,還有的在光譜的明亮背景上顯得漆黑,看上去特別清楚。於是他用拉丁字母A、B、C、D等來給最清楚的黑線做標記。
“多奇怪!”夫琅和費盯住黑線,心裏想,“好像太陽光裏少了幾種顏色似的!”
他對著這些黑線條,仔細觀察了一番以後,更加驚異起來。原來那最黑的雙線D的位置,恰恰就是他以前在蠟燭和油燈的光譜中所看見的明亮黃線的位置。
白天,讓日光射進狹縫的時候,在日光彩色譜帶上一定的地方,會出現兩條黑線;夜間,把燈或燭放在狹縫前,他就在光譜的同一位置上,看到一對明亮的黃線。這兩對線條的粗細長短,是完全吻合的。
換句話說,那些在人工照明燈裏照得最亮的光線,日光裏恰恰沒有。
這真是一種奇怪的、無法解釋的現象!
在夫琅和費以後,還有許多科學家對各種光源所生的光譜進行了研究。他們在三棱鏡前,擺過牛油燭、電火花、伏特電弧,可是十之八九要在它們的光譜裏發現明亮的黃線,此外當然還有幾條常見的明亮譜線。
從太陽光譜裏人們還找到了許多條新的黑線(後來都稱為夫琅和費線),可是誰也不能說明,到底是為什麽,在油燈和電弧的光譜裏會出現顏色的譜線,而在太陽光譜裏卻要出現黑色的譜線。這個悶葫蘆,以前的科學家雖說差點就要打破了,可總沒有徹底揭穿裏麵的秘密。
到了基爾霍夫和本生手裏,這個秘密才被徹底揭穿。