他忙着购置了罗盘、磁铁、棱镜、玻璃以及琢磨玻璃和切割金属的一切 工具。不久，他又到伦敦采购了许多必需的设备，尤其是做光学实验的器材。 他准备落实自己在家时所考虑的计划，制造一具实用的反射望远镜。
当时的折射望远镜的基本原理是这样的：物体所折射的光线经过透镜（物 镜）成像，这个像被第二个小透镜 （目镜）放大，人们的眼睛便在目镜后面 观测。如果望远镜确实非常完善，那么物镜一定能聚集从被观察物体发出来 的光线而使之聚焦，形成清晰的物像。但由于折射望远镜的入射线与镜轴间 的角度过大，所以会使成像模糊不清，造成了“球面像差”。这使得早期的 折射望远镜上的物镜成像后，被观测物周围就会出现有颜色的花纹，使得观 测者感到吃力，严重地影响了观测效果。
牛顿知道，在任何镜面上的反射则不会产生彩色条纹，于是他决定不搞 折射望远镜，而根据反射原理制造一架反射望远镜。实际上，牛顿并不是产 生这个想法的第一个人。在几年以前，苏格兰人格里高利就装置过制造反射 望远镜，但他没有亲自动手制做，而且他也不知道这种反射望远镜的主要优 点——没有彩色条纹干扰。
在自己的寓所里，牛顿动手为他的反射望远镜琢磨一个金属的凹面镜。 经过许多天的努力，他才磨成了理想中的如调羹那样向内凹的曲面镜。制造 这个镜面的材料是牛顿自己用铜、锡和砷混炼而成的合金。他热情地工作着， 但最后制成的第一台反射望远镜尺寸却很小，只有6英寸长，镜口的直径只 有1英寸，然而它却能放大物像40倍，它的放大能力可与一架6英尺长的折 射望远镜相媲美。
牛顿在制造反射望远镜时遇到了一个新问题，那就是目镜的位置应该在 何处。格里高利曾建议用两块面对面的凹面镜组装成反射望远镜。这样，从 被观测物发出的光线就会由第一块凹镜反射到另一块凹面镜前的焦点上。但 除非观测者的头伸进望远镜的镜筒内，否则是无法看到物体的影像的。按格 里高利的意见，可使第二块镜子再次反射光线，并在第一块凹镜上开一个洞， 使被反射的光线通过此洞到达焦点上。将目镜安置于此，观测者便能看到影 像了。
牛顿认为，这种设想既笨拙而又难于制造，所以他想出了另一个办法： 在镜筒旁边钻一个洞，并在镜筒内焦聚处装一个平面镜，使它的位置与入射 光线成45度角，从而把影像反射出来。于是观测者就能在镜旁光线射出处的 目镜去作观测，牛顿是使用这种装置的第一个人。
牛顿制造的反射望远镜虽然还比较粗糙，然而设计思想却是崭新的。在 制成望远镜的当天夜晚——一个没有月亮的晴朗夜晚，牛顿就用它去观测天 象，结果使他无比激动：他在小小的目镜里看见了耀眼的木星与它的四颗卫 星。经过多次观测，他更看见了金星的盈亏现象。尤其令他高兴的是，所有 的影像都是清晰明亮的，一点没有受到彩色条纹的干扰。
这台反射望远镜是牛顿在1668年制造成功的。后来在1671年，他又造 了一台。反射望远镜的发明，使牛顿开始闻名全欧洲。英国皇家学会也于1672 年1月选举牛顿为该会会员。此时，牛顿还不满30岁，就已成了知名人士； 然而，这在他科学研究的漫长旅程里，仅仅是个开始。
一个月后，牛顿将自己的第一篇正式科学论文《关于光和色的新理论》， 提交给皇家学会讨论审查。这篇论文总结了他以往在光学方面的实验和理 论，突出了他所发现的光谱现象。这对以后的科学领域产生了巨大的影响， 对于物理学、天文学、化学的发展起到了积极地推动作用。正是因为牛顿在 光谱学上的开拓性工作，为从19世纪后期到现代的原子物理学家认识物质的 结构奠定了坚实的基础。
牛顿不仅制造了反射望远镜，而且改进了显微镜，并且提出运用单色光 进行观测，这种技术已经被广泛运用到现代的实验室中。
牛顿还对薄膜的透明物质上的颜色（如云母片或肥皂泡上的颜色）作了 极为重要的理论研究。他把略微弯曲的凸透镜放在平玻璃板上，发现以这两 块玻璃的接触点为圆心的多重同心圆的色圈出现在眼前。这种现象科学上称 之为“牛顿环”，它对现代实验室的研究工作仍有着重要的意义。而牛顿用 来计算这些光环的方法，至今仍然为科学家们所沿用。
这类现象促使了牛顿对光的本质进行了深入的研究。他提出了光的本质 是微粒的见解。关于光的本质是什么这个问题，在牛顿之前，笛卡尔也主张 微粒说 （但也只是提出了假说，并非以实验为根据），而与牛顿同时代的英 国科学家胡克，以及荷兰科学家惠更斯则主张波动说。“微粒说”与“波动 说”长时间争论不休。以后的物理学家们又提出了更为完善的“电磁说”与
“量子说”。以现代科学的眼光来评价，微粒说确实不很完善；但与现代用 量子论解释光的本质，也有着相似之处——都认为光的结构基本上是原子 的。同时，牛顿也从来没有自认自己的“微粒说”就是完全正确的，他始终 认为，由于实验做得还不够充分，所以自己只不过是对光的本质提出了一些 问题，他说过：“我将留给那些认为值得努力去进一步探求的人们自己去思 考。”
小贴士：如果觉得52书库不错，记得收藏网址 https://www.52shuku.vip/ 或推荐给朋友哦~拜托啦 (>.<)
传送门：排行榜单 | 好书推荐 |