| Optik | |
|---|---|
| engelsk Optik, eller en avhandling om ljusets reflektioner, brytningar, böjningar och färger | |
| Författare | Isaac Newton [1] |
| Originalspråk | engelsk |
| Original publicerat | 1704 [1] |
| Sms:a på en tredje parts webbplats | |
| Mediafiler på Wikimedia Commons | |
Optik ( engelska Opticks: eller, A Treatise of the Reflexions, Refractions, Inflexions and Colors of Light ) är en avhandling av den engelske vetenskapsmannen Isaac Newton (1642-1727). Första gången publicerad på engelska 1704; en latinsk översättning utkom 1706, följt av franska och tyska översättningar. Under Newtons liv trycktes avhandlingen om två gånger: 1717 och 1721 [2] .
Optik behandlar de grundläggande lagarna om ljusets passage genom brytning genom prismor och linser , diffraktion , interferens och teorin om färgblandning. Detta arbete av Newton anses vara ett av de viktigaste inom fysiken; ända fram till etableringen av vågoptik på 1800-talet bestämde den optikens utveckling [3] [2] .
Sådana framstående vetenskapsmän som Euklid , Claudius Ptolemaios , Ibn al-Haytham , Kepler , Descartes , Huygens och många andra var engagerade i studiet av ljusets fysiska väsen och sätten för dess utbredning. Tack vare dem, i slutet av 1600-talet, upptäcktes de grundläggande lagarna för geometrisk optik . Men färgens fysiska natur orsakade hård debatt; dessutom upptäcktes flera ovanliga optiska fenomen i slutet av 1600-talet: diffraktion (1665, Grimaldi ), interferens (1665, Hooke ), dubbelbrytning (1670, Erasmus Bartholin , studerad av Huygens) [4] .
Forskning inom optikområdet har alltid intagit en viktig plats bland Newtons vetenskapliga intressen. Medan han fortfarande var student, 1664, började han utveckla en förbättrad teleskopdesign . 1666 försökte han tillverka icke-sfäriska glasögon med egna händer, men lyckades inte, och efter ett tag lämnade han denna sysselsättning [5] . 1668 byggde han i Cambridge den första modellen av ett reflekterande teleskop 15 cm långt och med en spegel 25 mm i diameter, och 1671 ett andra instrument, större och av bättre kvalitet.
Under dessa år var teleskop en fråga av allmänt intresse, och kung Charles II och medlemmar av det nygrundade Royal Society ville se Newtons teleskop . Instrumentet fick fullt godkännande, och den 11 januari 1672 valdes Newton till medlem av Society [6] . Redan den 6 februari, vid ett möte i Sällskapet, läste han rapporten "En ny teori om ljus och färger" [7] . Vid denna tidpunkt, med början 1669, höll Newton föreläsningar om optik, som publicerades först efter vetenskapsmannens död 1728 och förblev praktiskt taget okända för hans samtida [8] .
Memoiren från 1672 innehöll ett antal bestämmelser som var nya för 1600-talets vetenskap om vit färgs komplexitet , skillnaden i fysisk färg och fysiologisk färguppfattning och det oskiljaktiga sambandet mellan brytning och färg. För att analysera Newtons påståenden bildades en kommitté i samhället, bestående av astronomen Seth Ward , fysikerna Robert Boyle och Robert Hooke . Svaret sammanställdes av Hooke, som ifrågasatte hypotesen att färg är en oskiljaktig egenskap hos ljusstrålar [9] . Samtidigt med Hooke framfördes kritiker av Newtons teori av många andra motståndare som plågade Newton med ogrundade, ofta okunniga invändningar. Kontroversen fortsatte i flera år och hade en deprimerande effekt på Newton - i ett brev daterat den 8 mars 1673 till sällskapets sekreterare Henry Oldenburg bad han om att bli utesluten från medlemslistan. Oldenburg kunde avråda honom från ett förhastat steg, men redan i nästa brev skrev Newton till Oldenburg att han inte längre ville ägna sig åt naturvetenskap och vägrade svara på kritiska artiklar och brev [10] .
Ändå gick Newton oundvikligen segrande ur tvister, och hans auktoritet ökade. Den vetenskapliga forskningen fortsatte också, och deras resultat presenterades i form av ett arbete som skickades till sällskapet i slutet av 1675, med titeln "The Theory of Light and Colors, Concluding a Hypothesis of Explaining the Properties of Light, framställd av författaren i tidigare memoarer, samt en beskrivning av de mest betydande fenomenen av olika färger av tunna plattor och såpbubblor, lika beroende av ljusets tidigare karakteriserade egenskaper. En omfattande avhandling lästes vid fyra möten i Sällskapet. Hans nya bestämmelser gällde etern , belägen i substansen och runt den, i vilken partiklarna exciterar vibrationer. Genom eterns medium förklarade Newton resultaten av sina experiment med tunna plattor [11] . Den experimentella delen av memoaren innehöll en beskrivning av experiment på färgerna på tunna plattor. Redan innan han gick vidare till att läsa detta avsnitt, gjorde Hooke invändningar mot frågan om prioritet , med hänvisning till sin bok " Mikrografi ", publicerad 1665. Efter att ha lärt sig om den uppkomna situationen löste Newton genom Oldenburg enkelt tvisten i den teoretiska delen, men var tvungen att erkänna att han i förhållande till experimentet förlitade sig på Hookes observationer. Konflikten löstes först när Hooke skrev ett försonande brev till Newton och föreslog att de skulle fortsätta sin korrespondens i vetenskapliga frågor. Newton accepterade detta förslag och hyllade i ett svarsbrev Hookes förtjänster, men korrespondensen fortsatte inte. Newton ville inte vara indragen i ytterligare kontroverser och publicerade varken sina föreläsningar om optik eller hans memoarer från 1675 [12] .
Monografin "Optics", publicerad 1704, ett år efter Hookes död, förbereddes med största sannolikhet mycket tidigare och inkluderade de angivna verken från 1660-1670-talen, såväl som studier av 1680 -talet [13] .
Boken är uppdelad av författaren i tre delar.
Den första boken beskriver grunderna i geometrisk optik , teorin om ljusspridning och läran om sammansättningen av vit färg. Newton beskriver sina utstuderade experiment med brytningsprismor och drar slutsatser.
Här och nedan ger Newton främst matematiska modeller av fenomen.
Den andra boken ägnas åt störningen av ljus i tunna plattor; detta fenomen har kallats " Newtons ringar ". Newton upptäckte att radierna för mörka interferensringar i reflekterat ljus ökar från mitten till periferin som kvadratrötterna av jämna heltal, och radierna för ljusringarna växer som kvadratrötterna av udda heltal. Därefter ger Newton lagen om brytning , vars generalisering nu är känd som Lorentz-Lorentz formel [14] ..
Den tredje boken handlar om diffraktion (som Newton kallar "böjningar", engelska. inflexions ) och polarisering av ljus . Boken avslutas med "Frågor" "för ytterligare forskning som ska göras av andra". Dessa frågor rör en mängd olika ämnen, av vilka några inte är relaterade till optik [15] .