牛顿的三棱镜之大自然的可见光谭

本文探讨了牛顿使用三棱镜分解可见光的现象,并对比了西方自然哲学与东方古代智慧的不同视角。文章深入分析了单色光与复色光的概念,同时介绍了古蜀人对可见光色彩的独到见解。
 

牛顿的三棱镜之大自然的可见光谭

谭理事

自从人间有了牛顿,就有可见光。可见光常有,牛顿不常有?

这个可见光的事情怎么办呢?

没有了牛顿,我们有牛顿的著作啊!有了牛顿的著作,我们就有可见光的标准,可见光实验规范,测定可见光的方式方法,于是,就是牛顿对于可见光的看法:

可见光分为复色光和单色光。

1、单色光:一种颜色的光,单一频率(小频带)

2、复色光:由多种单色光组成。

可见光有色散。

演示结果:光的色散,红光偏折射角小,紫光偏折角大。

分析

很明显,由于牛顿是西方自然哲学的一根冲天大树,所以他的单色光和复合光的观点,充分反映了西方人的分析术和分析文化,那就是一切都是由小的独立的元素组成组合起来的,而且,在组合的成品中,这些独立的元素性质基本不变化!

实际上,现实中,这是不可能的。但是,科学就是把不可能变为可能。显然,牛顿的东西不是科学的东西,因为科学是英国的工人瓦特发明的,自从他的蒸汽机大系统发明后,西方的自然哲学进入了科学阶段。

有了复杂的工程技术支持,西方自然哲学走向科学。科学就是化不可能为可能。化中国的风筝为西方的飞机?

你谭,上百吨千吨的物体,从A地移到B地是不可能的,他就用蒸汽机后时代,驾驶高铁来完成啊!大自然在数学描述上总是有奇点的,科学就是发现这些奇点,然后强行人为的把它们连接起来。

分析法

可见光也是这样。明明现实是一个完整的光谱,可是牛顿用三棱镜一分,就成了单色光和复合光两种。所以,所谓单色光和复合光,是人为分析的结果,并不是自然真的有这个东西,就像所谓三维空间等等,也是人为的分析方法,并不是真的有这个东西。

其实从另一角度,确实真的是有这个东西。这就是模型。单色光复合光分析法,三维空间,DNA的双螺旋,都是模型,是人的思维和大自然的媒介。

道可道非常道。

旁观者

就有人拿起牛顿的三棱镜,直接通过三棱镜去看,却什么都没有看见。而牛顿是作为旁观者的眼光,得出可见光是单色光和复合光的结论的。所以,冷眼旁观才是科学的科学家的方法。

频率

通过三棱镜,科学家测定了单色光的频率,发现并测定得出了红外线和紫外线的频率。

但是,这些测定的单色光的频率是不是组成可见光的全部频率?请注意,这些都是牛顿的三棱镜的效果,其中只有赤橙黄绿青蓝紫七色。请注意,这些频率一是分光的结果,二是近距离室内测定。

五光十色

而中国古蜀人认为,大自然有大美而不言,是五光十色的。很明显,中国古蜀人,用的不是三棱镜。而是三星堆的青铜镜子。

而我谭理事,用CD成都镜子代替青铜镜子。那个CD面光溜溜的,在我面前放了三年了,肯定可以验证什么是可见光了:闪眼一看,红,黄,蓝,怎么成都CD成了日本人的三光啊?

日本人

就日本人就言,KILL光,就是血光之灾,就是红光。烧光,就是黄色的大火,就是黄光。枪光,就是日本人走后,大地白茫茫一PZ干净,应该是白光。

确实没有兰光。所以,在日本人统治下,是没有蓝天白云的,只有英雄血流。

J

古蜀人谭:色字头上一巴刀。赤橙黄绿青蓝紫,这是古蜀太空的颜色。加上黑白灰,就是十全十美的颜色了。

这十色,是古蜀人,在大自然中的观察。一是人眼睛聚集光的结果,二是远距离的观察。很明显,从我的博文“唱唱红歌谭谭地平线上的太阳”看,人眼睛的可见光,其范围明显比牛顿的三棱镜分析的频率宽。

特别是红光的范围。人的眼睛在大自然中看见的,应该比经过牛顿三棱镜测定的红光的范围大,人在大自然中,可以看见牛顿三棱镜测定的红外线范围的东西。

结论:在室内测定的东西,分析的东西,近距离的东西,与大自然的东西,聚集的东西,远距离的东西,是有一个偏差的。所以西学的经典方法,有他的局限性。

内容概要:本文介绍了一种基于蒙特卡洛模拟和拉格朗日优化方法的电动汽车充电站有序充电调度策略,重点针对分时电价机制下的分散式优化问题。通过Matlab代码实现,构建了考虑用户充电需求、电网负荷平衡及电价波动的数学模【电动汽车充电站有序充电调度的分散式优化】基于蒙特卡诺和拉格朗日的电动汽车优化调度(分时电价调度)(Matlab代码实现)型,采用拉格朗日乘子法处理约束条件,结合蒙特卡洛方法模拟大量电动汽车的随机充电行为,实现对充电功率和时间的优化分配,旨在降低用户充电成本、平抑电网峰谷差并提升充电站运营效率。该方法体现了智能优化算法在电力系统调度中的实际应用价值。; 适合人群:具备一定电力系统基础知识和Matlab编程能力的研究生、科研人员及从事新能源汽车、智能电网相关领域的工程技术人员。; 使用场景及目标:①研究电动汽车有序充电调度策略的设计与仿真;②学习蒙特卡洛模拟与拉格朗日优化在能源系统中的联合应用;③掌握基于分时电价的需求响应优化建模方法;④为微电网、充电站运营管理提供技术支持和决策参考。; 阅读建议:建议读者结合Matlab代码深入理解算法实现细节,重点关注目标函数构建、约束条件处理及优化求解过程,可尝试调整参数设置以观察不同场景下的调度效果,进一步拓展至多目标优化或多类型负荷协调调度的研究。
### 仿真设置概述 在 Zemax 中进行牛顿三棱镜实验的仿真,主要涉及光学系统建模、光源设置、棱镜材料与角度配置、以及探测器接收光谱的分析。该实验的核心在于通过棱镜对白光进行色散,从而观察到连续的光谱分布。Zemax 的序列模式(Sequential Mode)非常适合用于此类具有明确光路顺序的仿真任务,尤其适用于单束光线依次经过多个光学元件的场景。 ### 光源设置 在序列模式中,首先需要定义一个宽谱光源,例如包含多个波长的光源(如 400nm 至 700nm 范围内的多个波长),以模拟白光。可以通过在“Wavelength”设置中添加多个波长并设置权重,来代表不同颜色的光成分。例如,可以设置 486nm(蓝)、546nm(绿)、656nm(红)三个典型波长,并赋予相同的权重,以模拟近似白光的光源[^4]。 ### 棱镜建模 牛顿三棱镜实验中使用的棱镜通常为等边三棱镜,材料可选用 BK7 玻璃或其他具有色散特性的光学玻璃。在序列模式中,棱镜可以使用多个折射表面来建模。第一面为入射面,第二面为折射出射面,第三面为底面。棱镜的顶角通常设为 60°,并根据折射定律进行光线追迹。Zemax 中可以通过设置表面类型为标准折射面,并指定材料为具有色散特性的玻璃来实现色散效果。 在设置棱镜材料时,应确保其折射率数据覆盖所需波长范围,并在“Material”选项中选择适当的玻璃类型,如 BK7、SF11 等,以获得准确的色散仿真结果。 ### 光线追迹与光谱分析 完成棱镜建模后,设置探测器(Detector)以接收经过棱镜色散后的光线。探测器可以放置在棱镜后方一定距离的位置,用于记录不同波长光线的偏转角度。Zemax 的“Detector Viewer”可以显示光斑分布,从而观察到由于色散而形成的光谱条纹。通过“Spot Diagram”和“Chromatic Focal Shift”分析工具,可以进一步量化不同波长光线的聚焦位置差异。 在光线追迹过程中,Zemax 会根据 Snell 定律和色散公式自动计算不同波长光线的折射路径,从而实现对牛顿三棱镜实验的真实仿真。 ### 参数优化与调试 在仿真过程中,可能需要调整棱镜的倾角、厚度、材料类型等参数,以观察其对色散效果的影响。此外,也可以通过“Merit Function”工具对系统进行优化,以获得更理想的光谱分离效果。例如,可以设置优化目标为最小化某一特定波长的偏移量,或者最大化光谱的展宽范围。 ### 示例代码:设置多波长光源 ```zpl ! 设置多波长光源 SETPARA WAVELENGTH 1 486.1 SETPARA WAVELENGTH 2 546.1 SETPARA WAVELENGTH 3 656.3 SETPARA WAVELENGTH WEIGHT 1 1.0 SETPARA WAVELENGTH WEIGHT 2 1.0 SETPARA WAVELENGTH WEIGHT 3 1.0 ``` ### 结果展示与分析 运行光线追迹后,使用“Layout”图查看光线在棱镜中的传播路径,使用“Detector”图查看光谱分布。通过对比不同波长光线的偏转角度,可以验证棱镜的色散特性是否符合牛顿实验的理论预测。 ---
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