Русская Википедия:Оптика (Ньютон)

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Шаблон:Издание Оптика (Шаблон:Lang-en) — трактат английского учёного Исаака Ньютона (1642—1727). Впервые опубликован на английском языке в 1704 году; латинский перевод вышел в 1706 году, вскоре появились французский и немецкий переводы. При жизни Ньютона трактат переиздавался дважды: в 1717 и 1721 годахШаблон:Sfn.

В «Оптике» рассматриваются фундаментальные законы, касающиеся прохождения света при преломлении через призмы и линзы, дифракции, интерференции, а также теории смешения цветов. Данная работа Ньютона считается одной из самых важных в физике; вплоть до утверждения в XIX веке волновой оптики она определяла пути развития оптикиШаблон:Sfn[1].

Предыстория

Исследованием физической сущности света и путей его распространения занимались такие крупные учёные, как Евклид, Клавдий Птолемей, Ибн аль-Хайсам, Кеплер, Декарт, Гюйгенс и многие другие. Благодаря им к концу XVII века были открыты базовые законы геометрической оптики. Однако физическая сущность цвета вызывала ожесточённые споры; кроме того, в конце XVII века были открыты несколько необычных оптических явлений: дифракция (1665, Гримальди), интерференция (1665, Гук), двойное лучепреломление (1670, Эразм Бартолин, изучено Гюйгенсом)[2].

История создания

Исследования в области оптики всегда занимали важное место среди научных интересов Ньютона. Ещё будучи студентом, в 1664 году, он занялся разработкой телескопа улучшенной конструкции. В 1666 году он пытался собственноручно изготовить несферические стёкла, но не преуспел, и через некоторое время оставил это занятиеШаблон:Sfn. В 1668 году он построил в Кембридже первую модель телескопа-рефлектора длиной 15 см и с зеркалом диаметром 25 мм, а к 1671 году второй прибор, большего размера и лучшего качества.

В те годы телескопы были предметом всеобщего интереса, и телескоп Ньютона пожелали осмотреть король Карл II и члены недавно основанного Королевского общества. Инструмент получил полное одобрение, и 11 января 1672 года Ньютон был избран в члены ОбществаШаблон:Sfn. Уже 6 февраля на заседании Общества он прочитал доклад «Новая теория света и цветов»Шаблон:Sfn. К этому времени, начиная с 1669 года, Ньютон читал лекции по оптике, которые были изданы только после смерти учёного в 1728 году и остались практически не известны современникамШаблон:Sfn.

Мемуар 1672 года содержал ряд новых для науки XVII века положений относительно сложности белого цвета, различия физического цвета и физиологического цветовосприятия и неразрывной связи преломляемости с цветом. Для анализа утверждений Ньютона была сформирована комиссия общества в составе астронома Сета Уорда, физиков Роберта Бойля и Роберта Гука. Отзыв составил Гук, оспоривший гипотезу о том, что цвет является неотделимым свойством световых лучейШаблон:Sfn. Одновременно с Гуком критиками теории Ньютоны выступили и многие другие оппоненты, донимавшие Ньютона необоснованными, зачастую невежественными возражениями. Полемика продолжалась несколько лет и угнетающе действовала на Ньютона — в письме секретарю Общества Генри Ольденбургу от 8 марта 1673 года он просил исключить его из списка членов. Ольденбург смог отговорить его от опрометчивого шага, но уже в следующем письме Ньютон пишет Ольденбургу, что не желает больше заниматься естественными науками и отказывается отвечать на критические статьи и письмаШаблон:Sfn.

Тем не менее, Ньютон неизбежно выходил победителем из споров, и его авторитет возрастал. Научные исследования также продолжались, и их результаты были представлены в виде присланной в конце 1675 года Обществу работы, озаглавленной «Теория света и цветов, заключающая гипотезу объяснения свойств света, изложенных автором в предыдущих мемуарах, а также описание наиболее существенных явлений различных цветов тонких пластин и мыльных пузырей, равным образом зависящих от ранее характеризованных свойств света». Обширный трактат был зачитан на четырёх заседаниях Общества. Его новые положения касались эфира, находящегося в веществе и вокруг него, в котором частицы возбуждают колебания. Через посредство эфира Ньютон объяснял результаты своих опытов с тонкими пластинамиШаблон:Sfn. Экспериментальная часть мемуара включала описание опытов над цветами тонких пластин. Ещё до перехода к чтению этого раздела Гук выступил с возражениями по вопросу о приоритете, ссылаясь на свою книгу «Микрография», вышедшую в 1665 году. Узнав о возникшей ситуации, Ньютон через посредство Ольденбурга легко разрешил спор в теоретической части, но был вынужден признать, что в отношении эксперимента опирался на наблюдения Гука. Конфликт был исчерпан только когда Гук написал Ньютону примирительное письмо, предложив продолжить переписку по научным вопросам. Ньютон принял это предложение и в ответном письме отдал должное заслугам Гука, однако переписка продолжения не имела. Не желая быть втянутым в дальнейшие споры, Ньютон не стал публиковать ни свои «Лекции по оптике», ни мемуар 1675 годаШаблон:Sfn.

Монография «Оптика», вышедшая в 1704 году, через год после смерти Гука, была, скорее всего, подготовлена гораздо раньше и включала указанные работы 1660—1670-х годов, а также исследования 1680-х годовШаблон:Sfn.

Структура и содержание книги

Файл:Queries title page.jpg
Титульный лист «Вопросов» Ньютона

Книга разделена автором на три части.

В первой книге излагаются основы геометрической оптики, теория дисперсии света и учение о составе белого цвета. Ньютон описывает свои тщательно продуманные эксперименты с преломляющими призмами и делает выводы.

  1. Лучи различных цветов отличаются по преломляемости.
  2. Цвет — изначально присущее свету качество.
  3. Белый свет является смесью всех основных цветов.

Здесь и далее Ньютон приводит преимущественно математические модели явлений.

Вторая книга посвящена интерференции света в тонких пластинах; это явление получило название «кольца Ньютона». Ньютон открыл, что радиусы тёмных интерференционных колец в отражённом свете возрастают от центра к периферии как корни квадратные из чётных целых чисел, а радиусы светлых колец — как корни квадратные из нечётных целых чисел. Далее Ньютон приводит закон рефракции, обобщение которого известно теперь как Формула Лоренца — ЛоренцаШаблон:Sfn.

В третьей книге рассматриваются дифракция (которую Ньютон называет «изгибаниями», Шаблон:Lang-en) и поляризация света. Книга завершается Шаблон:Нп5 «для дальнейшего исследования, которое произведут другие». Эти вопросы касаются разнообразных тем, некоторые из которых не имеют отношения к оптикеШаблон:Sfn. Шаблон:-

Примечания

Шаблон:Примечания

Издания

Литература

Партнерские ресурсы
Криптовалюты
Магазины
Хостинг
Разное

  1. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок POG3 не указан текст
  2. ↑ Шаблон:Книга
Источник — http://wikihandbk.com/ruwiki/index.php?title=Русская_Википедия:Оптика_(Ньютон)&oldid=10519386