（14） 提出光的微粒说 关于光的本性到牛顿时代形成了波动说和微粒说两种看法，波动说以胡克和惠更斯为代表，微粒说以牛顿为代表，这两种学说后来就构成了光的两大基本理论。 胡克最早在1665年作为一种假说提出了光的波动说，惠更斯则发展了胡克的波动说。惠更斯把以太作为传播光振动的媒质，他认为空间中的以太是无所不在的，媒质的每一个质点都可以看成一个中心，在中心的周围形成一个波。惠更斯用这个物理图像成功地解释了光的反射、折射，还以此来...

（13） 发现牛顿环 为了研究薄膜的颜色，牛顿曾经仔细研究过凸透镜和平面玻璃组成的实验装置。他把曲率半径很大的凸透镜放在平玻璃板上，当用白光照射时，透镜与玻璃平板接触处会出现一组彩色的同心环状条纹。当用某一单色光照射时，则出现一组明暗相间的同心环条纹。 他发现，对于单色光形成的明暗相间的同心环，通过测量同心环的半径就可算出凸透镜和平面玻璃板之间对应位置空气层的厚度：对应于亮环的空气层厚度与奇数1、...

（12） 发明反射望远镜 由于天文观测的需要，光学仪器的制作很早就得到了发展，玻璃的制作早已从阿拉伯辗转传入西欧。16世纪以后荷兰磨制透镜的手工业大兴，人们对光的研究渐成风尚，各种新式的光学元件都被用于观察五花八门的光学现象。比如，凸透镜能将细小的物体放大，凹透镜可以将大的东西缩小，三棱镜能将一束阳光折射成一条彩色光谱。把透镜适当组合成一个系统就可成为显微镜或望远镜。这两种仪器的发明对科学发展起了重大作用。在牛顿之前，开普...

为了证明不同颜色的光具有不同的折射率，牛顿用棱镜做了一个实验：在一张白纸上画一条直线，一段为蓝色，另一段为红色。通过三棱镜观看，让棱脊平行于直线，这根线好象折断了似的，分界处正是红蓝交界处，蓝色部分比红色部分更靠近棱脊。这可证明蓝光比红光受到更大的折射。 为了证明色散现象不是由于棱镜跟阳光的相互作用，也不是由于其它原因，而是由于不同颜色具有不同的折射性，牛顿又做了一个实验。这次他使用了三个完全相同的棱镜，只是放置位置和方...

（11） 三棱镜分解太阳光 在牛顿以前，达芬奇、伽利略、斯涅尔、笛卡尔、费马、开普勒、培根等许多人都研究过光学现象，人们也已经获得了一些关于光的认识，比如光的反射定律早在古希腊欧几里得时代就已经闻名；荷兰科学家斯涅尔首先发现了光的折射定律；伽利略制造望远镜发现了“新宇宙”而震惊世界；笛卡尔提出了光的微粒说并且尝试用于解释折射定律；费马最终成功解释了折射定律，等等。牛顿以及与他同时代的一些著名科学家，也用极大的兴趣和热情对光...

在《原理》中，牛顿概括和总结了前人的研究成果，以及自己多年的观察、实验和研究结果，从质量、动量、惯性、力和基本运动三定律等基本概念和出发定律，运用他所发明的“流数法”（即微积分）这一数学工具，不仅把力学确立为完整、严密、系统的学科体系，而且从数学上论证了万有引力定律，把天体力学和地面上日常所见的物体力学统一起来，实现了物理学史上第一次大的综合。运动三定律和万有引力定律共同构成了经典力学的主要支柱，成为近代天文学、力学以...

第一卷是“物体的运动”，共有14章。在这一卷里牛顿尽力用各种方法证明宇宙间向心力（引力）的存在、在这种向心力下的行星运动轨道、从行星运动情况计算向心力的大小。牛顿一开始就引入了极限概念和求极限的方法、无限小概念和求曲线包围的面积以及曲线的切线。这就是他第一次正式公开发表的“流数法”。 在建立几何条件之后，牛顿引入某种经过精心定义的极限方法来说明极限的意义：有两个相互依赖的物理量，当两个量逐渐变小时，牛顿称它为流数，...

（10） 《自然哲学的数学原理》 行星绕日运动的轨道究竟是什么样？这是当时科学界所关心的问题。这个问题的解决与《原理》的出版密切相关。如前所述，1684年1月雷恩、哈雷和胡克相聚讨论行星运动轨道问题和1684年8月哈雷专程去请教牛顿是《原理》出版的重要契机，而牛顿答复哈雷的论文手稿《论运动》以及在剑桥大学的一系列演讲稿《论物体的运动》则是《原理》的内容基础。 哈雷是一个深通世故的人、一个精明的心理学家和一个伟大的天文学家，...

万有引力定律另一个成功的应用是预测和发现海王星，这是牛顿去世以后的事情了。 万有引力定律建立后，科学家利用它解释了很多的地面现象和天体现象，使它成为了一个很成功的理论。然而，有道是“有规则就有例外”，第一个发现的例外就是天王星的“反常”情况。 天王星是太阳的一个行星，1781年由赫舍尔（1738-1822）发现，它距离太阳大约28亿公里，绕太阳一周要84年。然而，根据牛顿理论计算天王星的运行情况，发现其运动有偏差，总有一些难以解释的...

关于万有引力定律的发明权，牛顿和胡克之间当时存在着争论。胡克当年就宣称他早已知道引力反比于距离平方定律，但提不出证据来。当《原理》第1版在印刷时，胡克通过哈雷向牛顿要求分享此定律的发明权，牛顿加以拒绝。在《原理》第3版的注释中提到距离平方反比定律适用于天体运动时，牛顿说：“雷恩爵士、胡克博士和哈雷博士曾分别注意过。”同时也提及“惠更斯先生在他的出色著作《钟摆的振荡》中曾把重力比之于旋转体的离心力”。 【黄氏点评...

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欢迎您！黄鹏辉，湖南岳阳人，1991年毕业于上海同济大学物理专业，现住北京。QQ和邮箱644537151@qq.com，QQ群69657010，MSN是hph2008@hotmail.com。业余时间长期坚持研究物理，努力从物理专业的角度分析物理本质，追求客观公正，舍弃情绪化，依靠直觉研究，基于物理学史，用数学、实验和现象说话，重视论文交流。寻找深入交流的同道。先进的科学思想才是国家强盛的基础。

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