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Nov. 24 2025

牛頓沒發現的魔鬼細節:太陽譜線

  • 牛頓把一束太陽光引入三稜鏡後出現七彩的顏色。

    牛頓把一束太陽光引入三稜鏡後出現七彩的顏色。

  • 夫朗和斐展示他製作的光譜儀。

    夫朗和斐展示他製作的光譜儀。

  • 夫朗和斐在太陽的光譜中發現一條條細細的暗線,暗線上的英文字母是夫朗和斐給的代號。

    夫朗和斐在太陽的光譜中發現一條條細細的暗線,暗線上的英文字母是夫朗和斐給的代號。

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1660年代,牛頓用太陽光做實驗,白色太陽光進入三稜鏡後,折射出彩虹般七彩顏色。牛頓再把折射後的七彩太陽光匯聚到另一個三稜鏡,七彩太陽光經過三稜鏡後又恢復成白光。透過這個光學實驗,牛頓認為太陽的白光是由七種顏色組成。

牛頓把一束太陽光引入三稜鏡後出現七彩的顏色。

牛頓把一束太陽光引入三稜鏡後出現七彩的顏色。

藏在細節裡的不只有魔鬼

約瑟夫.馮.夫朗和斐(Joseph von Fraunhofer, 1787-1826)少年時變成孤兒,他到一家鏡片工廠學藝,老闆對他相當苛刻。1801年,他在鏡片工廠工作時,工廠的建築突然倒塌,夫朗和斐被埋在瓦礫堆裡,還好沒多久夫朗和斐被救出。 當時指揮救援的巴伐利亞王子,贊助大難不死的夫朗和斐一筆錢,悲劇命運開始轉變。夫朗和斐離開原來的工廠,開始學習新的技術,成為優秀的透鏡製造師,科學家最早用來量測恆星距離的望遠鏡就是出自於夫朗和斐。 夫朗和斐為了製作更好的透鏡,做了不少光學實驗。1814年,他在無意間發現太陽的光不單單只有七種顏色,七彩的光譜中還有細細的暗線,這些細線並不明顯,所以牛頓之前的三稜鏡實驗並沒有發現。為了觀察這些細線,夫朗和斐製作光譜儀觀察太陽,這是最早的光譜儀之一。

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夫朗和斐展示他製作的光譜儀。

夫朗和斐展示他製作的光譜儀。

夫朗和斐在太陽的光譜中發現一條條細細的暗線,暗線上的英文字母是夫朗和斐給的代號。

夫朗和斐在太陽的光譜中發現一條條細細的暗線,暗線上的英文字母是夫朗和斐給的代號。

 

除了太陽光譜裡的細線,夫朗和斐也用光譜儀觀測幾顆亮星,他發現天狼星的光譜也有暗線,只是天狼星的暗線的分佈跟太陽不一樣。當時夫朗和斐並不知道太陽光譜裡的暗線來自哪裡?不過他的意外發現,卻在科學界傳開,其他科學家也投入相關的研究,希望解開太陽光譜中暗線之謎。

 

關於作者:李昫岱,屋頂上的天文學家主理人,中央大學天文所博士,曾經於中央研究院天文所和美國伊利諾大學厄巴納-香檳分校從事研究工作,目前在中正大學教授天文通識課。天文跟其他語文一樣,有自己的文法和結構,唯一的不同是天文寫在天上!現在的工作是用科學、藝術和文化的角度,解讀、翻譯和傳授這本無字天書,期望透過淺顯易懂的方式介紹天文的美好!

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