关于光的颜色理论从亚里 士多德到笛卡儿都认为白光纯洁均匀,乃是光的本色。‚色光乃是白光的变种。 牛顿细致地注意到阳光不是像过去人们所说的五色而是在红、黄、绿、蓝、紫色 之间还有橙、靛青等中间色共七色。奇怪的还有棱镜分光后形成的不是圆形而是 长条椭圆形,接着他又试验‚玻璃的不同厚度部分‛、‚不同大小的窗孔‛、 ‚将棱镜放在外边‛再通过孔、‚玻璃的不平或偶然不规则‛等的影响;用两个 棱镜正倒放臵以‚消除第一棱镜的效应‛;取‚来自太阳不同部分的光线,看其 不同的入射方向会产生什么样的影响‛;并‚计算各色光线的折射率‛,‚观察 光线经棱镜后会不会沿曲线运动‛;最后才做了‚判决性试验‛:在棱镜所形成 的彩色带中通过屏幕上的小孔取出单色光,再投射到第二棱镜后,得出核色光的 折射率(当时叫‚折射程度‛),这样就得出‚白光本身是由折射程度不同的各 种彩色光所组成的非匀匀的混合体‛。这个惊人的结论推翻了前人的学说,是牛 顿细致观察和多项反复实验与思考的结果。 在研究这个问题的过程中,牛顿还肯定:不管是伽利略望远镜(凹、凸)还 是开普勒望远镜(两个凸透镜),其结构本身都无法避免物镜色散引起起的色差。 他发现经过仔细研磨后的金属反射镜面作为物镜可放大30~40倍。1671年他将此 镜送皇家学会保存,至今的巨型天文望远镜仍用牛顿式的基本结构。牛顿磨制及 抛光精密光学镜面的方法,至今仍是不少工厂光学加工的主要手段。 《光学》第二篇描述了光照射到叠放的凸透镜和平面玻璃上的‚牛顿环‛现象的各种实验。除产生环的原因他没有涉及外,他作了现代实验所能想到的一切实验, 并作了精确测量。他把干涉现象解释为光行进中的‚突发‛或‚切合‛,即周期 性的时而突然‚易于反射‛,时而‚易于透射‛,他甚至测出这种等间隔的大小, 如黄橙色之间有一种色光的突发间隔为1/89000英寸(即现今285410-10米), 正好与现代波长值571010-10米相差一半! 《光学》第三篇是‚拐折‛(他认为光线被吸收)即衍射、双折射实验和他 的31个疑问。这些衍射实验包括头发丝、刀片、尖劈形单缝形成的单色窄光束 ‚光带‛(今称衍射图样)等10多个实验。牛顿已经走到了重大发现的大门口却 失之交臂。他的31个疑问极具启发性,说明牛顿在实验事实和物理思想成熟前并 不先作绝对的肯定。