Ньютон. Закон всемирного тяготения

также можно наблюдать, что часть луча света отражается от поверхности и возвращается в исходную среду. Угол отражения также подчиняется закону Снеллиуса, но поскольку в этом случае индекс преломления среды тот же, оба угла одинаковы. Если мы продолжим уменьшать угол падения θ₁ , мы придем к пограничной ситуации, когда угол преломления параллелен границе сред. Начиная с этой точки падающий луч уже не способен пересечь данную поверхность и отражается обратно в первую среду. В телекоммуникациях этот принцип используется, чтобы посылать световые лучи через оптическое волокно с высоким индексом преломления.

Тогда считалось, что луч белого света имеет однородную структуру; а в вопросе образования цвета царила полная неопределенность. Роберт Гук в Англии и Христиан Гюйгенс на континенте уточнили декартову формулировку. Гюйгенс, в частности, ввел идею вторичных волн: «Каждая частица материи, на которую падает волна, сообщает полученное движение всем окружающим ее частицам. Таким образом, вокруг каждой частицы формируется волна, в которой эта самая частица является центром». При помощи этой концепции он смог вывести известные нам законы отражения и преломления света. Однако ответа на главное возражение против волновой природы света не было: как объяснить прямолинейное распространение световых лучей? Ответ будет найден только в XIX веке Огюстеном Френелем (1788-1827), который использовал в своих исследованиях теорию интерференции волн Томаса Юнга (1773-1829).

Ньютон оказался жертвой своего главного заблуждения: «Эксперименты и опыты доказывают, – написал он, – что давления, волны или вибрации в жидкости окружают препятствия и проникают в область геометрической тени», чего, как выяснилось, свет не делает.

Ученый начал экспериментировать с призмами и изучать свет во время своих anni mirabiles. Хотя он и не был первым, кто этим занимался, никто из его современников не смог достичь того же мастерства и ловкости.

Первый осуществленный им эксперимент состоял в пропускании через призму единственного луча света, который проникал в темную комнату через маленькое круглое отверстие в окне и преломлялся в призме, направляясь на стену, противоположную окну. Теории того времени утверждали, что полученная таким образом проекция должна иметь форму окружности. Но Ньютон увидел другое: «Продолговатая фигура, ограниченная двумя параллельными и прямолинейными сторонами и двумя полукруглыми краями, – объясняет он в «Оптике». – Края размыты, так как свет в них рассеивается и постепенно уменьшается. Ширина отвечает диаметру солнечного диска, двум дюймам и одной восьмой, включая полумрак. Однако длина луча составляет десять дюймов и четверть, а длина прямолинейных сторон – восемь дюймов».

Этот эксперимент и его последующие уточнения убедили Ньютона в том, что доктрина об однородности белого света ошибочна. Найти выход помогли рассуждения о природе цвета – проблема до тех пор относительно второстепенная, но сыгравшая центральную роль в исследованиях Ньютона.