跳出思维框架
第2回 03月07日 鸟井寿夫
天空的蓝色是其真正颜色吗？
晴日里的天空是蓝色的，原因何在？大家都曾一度有过此种疑问吧。《庄子》中“天之苍苍、其正色邪”，也对天空的蓝色有着朴素的疑问。如果存在“正色”（真正的颜色），那么是否存在“虚色”（虚假的颜色）或者“欺色”（欺瞒的颜色）？本课程通过各种各样的实验，对天空是蓝色的理由进行说明，然后对于究竟“色”是什么，所谓“虚色”或“欺色”的概念是否存在的此类问题，希望与大家一同探讨。
- 講師紹介
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- 鸟井寿夫
- 从事于原子的激光冷却、超精密光谱、原子钟相关的研究。 专业：实验物理学（原子物理学・量子电子学）
- 课堂照片
- 南京大学の学生さんによる中国語のレポートも届いています。
詳しくは、南京大学ブログをご覧ください。
【东京大学鸟井寿夫教授带我们探索“蓝色”天空】
3月7日下午4点至6点，在南京大学仙林校区逸夫楼B-507室，关于“色”的探讨又一次展开。本期的主讲人是来自东京大学大学院综合文化研究科的鸟井寿夫教授，主要研究原子物理学和量子力学。其授课主题为“天空的蓝色是其真正颜色吗？”。
本次授课不仅主题引人入胜，长达两个小时的课堂也别开生面。从授课主题来看，似乎是要解释天空为什么看上去是蓝色，实则是探讨光与色被后的物理秘密。
一开始，鸟井教授就融合中国文化，引用庄子的《逍遥游》中的佳句“天苍苍，其色正邪？”引发同学们的思考。他利用地球远视图的对比，阐明了天空并不是蓝色这一事实。紧接着，关于光与色的探讨真正展开。
第一部分，光是什么？首先鸟井教授介绍了牛顿的经典实验——用棱镜分解太阳光，阐明光是无色的。接着，通过精彩的杨的干涉条纹实验以及结合圣经《旧约》解读麦克维斯方程式，阐明光是电磁波的一种，又通过光谱频谱仪向大家展示光的波动，进一步说明电磁波的实质是电子振动，即光的实质是电子振动。
随后，内容进入第二部分，色是什么？首先，鸟井教授介绍了光的三原色——红绿蓝。接着，鸟井教授使用LED灯泡展示了光的三原色混合所发生的变化。随后说明光的三原色组合不能得到肉眼所识别的所有颜色。原来，光线会越加越亮，两两混合可以得到更亮的中间色：yellow黄，cyan青，magenta品红（或者叫洋红、红紫）。三种等量组合可以得到白色。鸟井老师还带领大家做了用偏光板合成颜色以及LED发光实验。
最后，鸟井教授介绍了2014年获得诺贝尔物理学奖的三位日本科学家。他们发明了蓝色发光二极管（LED），使白光LED灯走入千家万户。
同学们对今天的授课反响热烈。实验互动活跃，问答环节也都十分积极，英语、中文、日语三种语言不停转换，真是科学无国界啊！
据悉，由南京大学与东京大学学生共同参加的田野调查也在顺利进行。 3月8日，“天空的蓝色是其真正颜色吗”第二讲仍在仙林校区逸夫楼B-507室进行。鸟井寿夫教授将给我们展示现实中光与色的奇妙现象，带我们一起探索其中的奥秘，感受物理学的魅力。不要错过喔！
文 / 姜敏（翻硕2015级）
【南京大学集中講義「色」第4講 2016年3月8日】
鳥井寿夫
3月8日下午4点到6点，“天空的蓝色是其真正的颜色吗？”第二讲于南京大学仙林校区逸夫楼B507进行。尽管天公不作美，但风雨交加的倒春寒并没有阻挡南大学子们求知的心，教室仍旧坐满了学生。
授课一开始，鸟井教授带领大家继续完成了前一天授课中关于色板组合的实验。而今天的授课主要围绕LED展开。鸟井教授对LED原理未做详细说明，而是侧重讲解了LED在生活中的应用。授课形式与昨天相同——在实验中探索真理。
首先，鸟井教授带领我们回顾了人类照明发展的历史——从油灯到白炽灯，再到今天普遍被使用的荧光灯和LED，能量与光的转化比率得到了巨大提升。
接着，鸟井教授为我们简单介绍了白炽灯和荧光灯的发光原理。白炽灯主要是靠红外发热照明。而荧光灯则主要靠汞蒸气将电流转化为光。在对白炽灯、荧光灯和LED进行对比时，课程掀起了一个小高潮。鸟井教授分别把这三种灯泡安装在黑板上，让同学们猜测哪一盏是LED灯。第一次，让大家用肉眼直接观察。百分之90%的同学错把白炽灯当做了LED。第二次，鸟井教授让大家用手中的透明薄片分光器观察三种灯泡的光谱。灯泡散发出的七彩光谱映入眼帘，大家纷纷发出惊叹的声音。然而，大部分同学还是选错了答案。错把荧光灯的光谱当做LED。通过简易分光器，我们认识到了肉眼无法观察到的彩色世界。课间，不少同学走上讲台，用手感受三个灯泡的温度。白炽灯灯泡非常烫，而荧光灯和LED灯泡几乎没有发热。这是多么神奇啊！
第二节课，鸟井教授为我们介绍了爱因斯坦的量子光学假说，该假说认为光具有粒子的性质，因此引出了“光子”的概念。鸟井教授还通过简单的实验向我们展示了不同颜色的光，其能量也有所差别。随后，鸟井教授用电脑进行棱镜分光模拟雨天光的分散，阐述了彩虹（主虹与副虹）形成的原理，并且分析得出红光折射角度较小，而蓝光这是角度较大的结论。但是，究竟为什么会产生彩虹的这七种颜色，仍是未解之谜。然后，我们用光盘分散LED的白光，看到了绚丽的“彩虹”。
授课进入尾声时，鸟井教授提出问题：为什么天空是蓝色的？进行了本次授课最后的实验——用一个白色透明橡胶棒模拟空气，LED灯光透过时，颜色由白色变成了黄色。原来，我们肉眼看到的光，是太阳光通过空气中的尘埃、粒子不断分散后的光。如果没有空气，我们就无法看到蓝色的天空。太阳光散射转化为更多的蓝色光，为肉眼可见。
最后，鸟井教授对于“正色（即真正的颜色）”并没有给出明确的答案。鸟井教授认为，授课的目的不是告诉学生答案，而是传授学习的方法。他希望我们今后能够多观察，多实践，利用自己知识，全面思考问题，做出自己的判断，成为有科学素养的人才。
今天授课的同传依然由大四的殷玥以及翻硕2015级的戴方穗承担，感谢她们的辛勤劳动。
文 / 姜敏（翻硕2015级）
图 / 遊心南京大学のブログはこちらから
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