Ньютон и опыты по разделению и собиранию цветового спектра

В 1672 году Исаак Ньютон убедительно доказал, что цвет — свойство, присущее излучению, а вовсе не свойство, приобретаемое светом при прохождении через стекло призмы, как считалось до этого.

Опыт Ньютона был очень прост в сути — если стеклянная призма разлагает «белый» солнечный свет на цветовой спектр (дисперсия света), то вторая призма, вершина которой направлена противоположно первой, обратно сводит цветные лучи в пучок белого света. Таким образом, ощущение «белого цвета» в действительности создается соединением всех цветов.

опыт Ньютона в действии - первая призма разделяет белый свет на цветовой спектр, вторая линза вновь собирает спектр в пучок белого света

Тот самый опыт Ньютона в действии — первая призма разделяет белый свет на цветовой спектр, вторая линза вновь собирает спектр в пучок белого света

Однако это было последнее «изящное» решение касающееся цвета и света на ближайшие 250 лет. При попытке объяснить явление чуть глубже, то есть разобраться в том, почему именно так выглядят цвета спектра, а их порядок никогда не меняется… Ученых ждало разочарование за разочарованием.

Отличия корпускулярной и волновой теории света

К 19-у веку существовало сразу несколько различных более-менее правдоподобных объяснений того, почему белый цвет делится на цветовой спектр именно такого вида и именно в таком порядке. Главными были две отличающиеся точки зрения.

Согласно первой считалось, что свет состоит из мириадов мельчайших частиц или корпускул. Предполагалось, что размеры или, возможно, относительные массы определяют различия цветовых ощущений, воспринимаемых глазом. Эта теория получила название корпускулярная теория света.

Вторая теория утверждала, что свет — волнообразное движение, а различие цветов определяется расстоянием между гребнями соседних волн. Эта теория получила название волновая теория света.

Корпускулярная теория изначально была главенствующей и её придерживалось большинство ученых. Сам Ньютон был сторонником именно корпускулярной теории, однако, к его чести, стоит заметить, что и волновую теорию он не считал неверной.

По-видимому, он считал, что существуют некие вибрации, либо сопровождающие частицу во время ее движения, либо начинающиеся у нее при ее вхождении в некоторую материальную среду. То есть его взгляды представляли собой «симбиоз» обоих теорий.



Точку в затянувшемся споре поставил Томас Юнг, в начале XIX в. Его решение проблемы волн и корпускул было лаконичным, простым и… конечно же изящным.

Длина волн разных цветов цветового спектра.

Длина волн разных цветов цветового спектра.

Интерференция света

Юнг поставил эксперимент, доказывающий несостоятельность корпускулярной теории света и  бесспорность волнового характера излучения, после которого сомнения отпали даже у скептиков.

Юнг показал, что два совершенно одинаковых луча света при наложении в некоторых особых условиях могут… взаимно уничтожить друг друга. Иными словами, свет + свет дали в итоге полную темноту!

Этот парадокс был легко объясним с точки зрения волновой природы света — как две одинаковые встречные волны в водоеме, встречаясь гасят друг друга и оставляют ровную водную гладь, так и световые волны при «столкновении» просто нейтрализуют друг друга. Свет исчезает, и остается темнота, то есть отсутствие света!

Данное явление и получило название интерференции света.

Корпускулярная теория этого феномена объяснить не могла ни при каком раскладе и доказала свою несостоятельность.


Список источников литературы