Ньютон и первый спектр

21 апреля в 15:23
11 просмотров
Исаак Ньютон
Исаак Ньютон

Шёл 1666 год. В Кембридже (Великобритания) начиналась чума, и учившийся там в университете 24-летний Исаак Ньютон, будущий выдающийся английский физик, спасался от неё на своей ферме в Вульстропе, в графстве Линкольншир. Именно здесь он проводит опыт со стеклянными призмами. Через отверстие в дощатой стене тёмного помещения проникает тонкий солнечный луч – пучок световых лучей, который падает на пол и образует круглое пятно. Ньютон поместил на его пути стеклянную трёхгранную призму. Он предполагал, что лучи подвергнутся преломлению и будут отклонены в сторону основания призмы, но форма пятна останется прежней. Каково же было его удивление, когда он вместо круглого пятна получил удлинённую полосу – «радугу», окрашенную в разные цвета! Так же, как и в радуге, цвета изменялись от красного к фиолетовому, образуя множество промежуточных оттенков. Эту окрашенную полосу и принято теперь называть непрерывным солнечным спектром.

Опыт Исаака Ньютона с призмой
Опыт Исаака Ньютона с призмой

Ньютон быстро понял причину этого исключительно красочного явления. Белый свет на самом деле представляет собой сложную смесь множества цветных лучей, которые по-разному отклоняются при прохождении призмы – слабее всего красные, сильнее всего – синие и фиолетовые.

Для подтверждения этого факта он установил за первой призмой ещё одну такую же, но основанием в противоположную сторону и увидел, что «радуга» вновь собралась в круглое пятно белого цвета. Позже молодой учёный выделил с помощью прорези в листе бумаги всего один цвет, выходящий из призмы и попытался ещё раз разделить его с помощью второй призмы, но это ему не удалось… Поэтому составные части спектра стали называть в эпоху Ньютона простыми цветами. Теперь они называются областями спектра.

Однако, какова истинная природа света, в то время ещё никто не знал, тем более, не было и надёжного представления о том, почему свет может быть разных цветов. К началу XVIII века существовало два противоположных подхода к объяснению природы света: корпускулярная теория Исаака Ньютона, утверждавшая, что свет – это поток частиц (корпускул), и волновая теория Христиана Гюйгенса, согласно которой свет рассматривался как движение световых волн. Обе теории объясняли прямолинейное распространение света, законы отражения и преломления. Весь XVIII век стал веком борьбы этих теорий. Однако в начале XIX столетия ситуация коренным образом изменилась. Корпускулярная теория была отвергнута и восторжествовала волновая теория. Согласно этой теории разные цвета соответствуют различным длинам волн светового излучения. Сегодня наука располагает исключительно подробными солнечными спектрами, которые выглядят значительно сложнее ньютоновских, изобилуют многочисленными тёмными линиями во всех областях. О том, о чём свидетельствуют такие линии в спектрах Солнца и звёзд (а Солнце – это на самом деле самая близкая к нам звезда), будет рассказано в одном из следующих очерков.

В. П. РОМАНЕНКО
кандидат технических наук, заслуженный работник культуры РФ, член Союза писателей России
Поделиться
в соцсетях
Исаак Ньютон история научная теория световой спектр ученые-физики экскурсии по обсерватории