|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
NAJWAŻNIEJSZE ODKRYCIA NAUKOWE
Widmo światła. Historia i istota odkryć naukowych
Katalog / Najważniejsze odkrycia naukowe Kartezjusz już w 1629 r. odkrył przebieg promieni w pryzmacie iw okularach o różnych kształtach. Wynalazł nawet mechanizmy do polerowania szkła. Szkocki profesor Gregory zbudował niezwykły jak na owe czasy model teleskopu, oparty na teorii zwierciadeł wklęsłych. Tak więc już wtedy optyka praktyczna osiągnęła znaczny stopień doskonałości i była jedną z nauk najbardziej zajmujących ówczesny świat naukowy. Do 1666 kiedy Newton rozpoczął badania optyczne, teoria refrakcji posunęła się bardzo niewiele od czasów Kartezjusza. Istniały bardzo niespójne teorie i koncepcje dotyczące kolorów tęczy i kolorów ciał: prawie wszyscy naukowcy tamtych czasów ograniczyli się do stwierdzenia, że ten lub inny kolor reprezentuje albo „mieszanie światła z ciemnością”, albo kombinację innych zabarwienie. Nie trzeba dodawać, że tak oczywisty fakt, jak opalizujące zabarwienie, obserwowane podczas oglądania obiektów przez pryzmat lub przez słabe szkło optyczne, był aż nazbyt dobrze znany wszystkim zajmującym się optyką. Ale wszyscy byli mocno przekonani, że wszelkiego rodzaju promienie, przechodząc przez pryzmat lub szkło powiększające, załamują się dokładnie w ten sam sposób. Kolorystykę i mieniące się granice przypisano wyłącznie chropowatości powierzchni pryzmatu lub szkła. Początkowo Newton ciężko pracował nad polerowaniem szkieł powiększających i luster. Prace te wprowadziły go empirycznie w podstawowe prawa odbicia i załamania, które teoretycznie znał już z traktatów Kartezjusza i Jamesa Gregory'ego. Newton rozpoczyna serię eksperymentów, które później sam wielki naukowiec szczegółowo opisał w swoich pismach. „Na początku 1666 roku, czyli gdy zajmowałem się szlifowaniem niesferycznych szkieł optycznych, wyjąłem trójkątny pryzmat szklany i postanowiłem użyć go do przetestowania słynnego zjawiska barw. W tym celu przyciemniłem swój pokój i zrobiłem mały otwór w okiennicach, aby mógł przez niego przechodzić cienki promień światła słonecznego.Umieściłem pryzmat przy wejściu światła, aby załamywał się na przeciwległej ścianie.Na początku widok jasne i żywe kolory, które z tego wynikły, bawiły mnie, ale po chwili, zmuszając się do bliższego przyjrzenia się im, zaskoczył mnie ich wydłużony kształt, zgodnie ze znanymi prawami załamania, spodziewałbym się, że będą okrągłe. Po bokach kolory ograniczały się do linii prostych, a na końcach zanikanie światła było tak stopniowe, że trudno było dokładnie określić ich kształt, wydawało się nawet, że jest półokrągły. Porównując długość tego spektrum kolorów z jego szerokością, stwierdziłem, że jest ono około pięciokrotnie większe. Dysproporcja była tak niezwykła, że wzbudziła we mnie więcej niż zwykłą ciekawość, chęć odkrycia, co może być jej przyczyną. Jest mało prawdopodobne, aby różna grubość szkła lub granica między światłem a ciemnością mogła wywołać taki efekt świetlny. Postanowiłem najpierw dokładnie przestudiować te okoliczności i spróbowałem, co by się stało, gdyby światło przeszło przez szkła o różnej grubości lub przez otwory o różnych rozmiarach, lub gdy pryzmat został zainstalowany na zewnątrz, aby światło mogło załamać się, zanim się załamało. zwężony przez otwór. Ale odkryłem, że żadna z tych okoliczności nie jest konieczna. Kolorystyka we wszystkich przypadkach była taka sama. Wtedy pomyślałem: czy jakieś niedoskonałości szkła lub inne nieprzewidziane wypadki mogą być przyczyną ekspansji kolorów? Aby to sprawdzić, wziąłem inny pryzmat, podobny do pierwszego i umieściłem go w taki sposób, aby światło przechodzące przez oba pryzmaty mogło załamywać się w przeciwnych kierunkach, przy czym drugi pryzmat zwracał światło w kierunku, z którego pierwszy go odbił. W ten sposób, pomyślałem, zwykłe efekty pierwszego pryzmatu zostałyby zniszczone przez drugi, a niezwykłe wzmocnione wielokrotnymi załamaniami. Okazało się jednak, że wiązka rozproszona w wydłużonym kształcie przez pierwszy pryzmat została zaokrąglona przez drugi pryzmat tak wyraźnie, jakby w ogóle przez nic nie przeszła. Zatem bez względu na przyczynę wydłużenia, nie jest to spowodowane przypadkowymi nieprawidłowościami. Następnie przeszedłem do bardziej praktycznego rozważenia tego, co może powodować różnicę w kącie padania promieni pochodzących z różnych części Słońca. A z doświadczenia i obliczeń stało się dla mnie oczywiste, że różnica w kątach padania promieni pochodzących z różnych części Słońca nie może powodować, po ich przecięciu się, rozbieżności o kąt zauważalnie większy niż ten, pod którym wcześniej się zbiegły , ale wartość tego kąta nie przekracza 31 32 minut; dlatego należy znaleźć inny powód, który mógłby wyjaśnić pojawienie się kąta dwóch stopni czterdzieści dziewięć minut. Wtedy zacząłem podejrzewać, czy promienie po przejściu przez pryzmat są krzywoliniowe i czy zgodnie z ich większą czy mniejszą krzywoliniowością nie mają tendencji do różnych części ściany. Moje podejrzenie wzmogło się, gdy przypomniałem sobie, że często widziałem piłkę tenisową, która uderzona ukośnie rakietą opisywała podobną zakrzywioną linię. O piłce informuje się w tym przypadku zarówno ruch kołowy, jak i translacyjny. Strona piłki, na której oba ruchy się zgadzają, musi pchać i popychać otaczające powietrze z większą siłą niż druga strona, a zatem wzbudzi proporcjonalnie większy opór powietrza i reakcję. I właśnie z tego powodu, gdyby promienie światła były ciałami kulistymi (hipoteza Kartezjusza) i poruszając się ukośnie z jednego ośrodka do drugiego, nabrałyby ruchu kołowego, musiałyby napotkać większy opór płynącego je eteru. ze wszystkich stron z tej strony, gdzie ruchy są spójne i stopniowo zginają się w drugą stronę. Jednak pomimo całej prawdopodobieństwa tego założenia, podczas sprawdzania nie zaobserwowałem żadnej krzywizny promieni. A poza tym (co mi wystarczało) zauważyłem, że różnica między długością obrazu a średnicą otworu, przez który przeszło światło, była proporcjonalna do odległości między nimi. Stopniowo eliminując te podejrzenia, doszedłem w końcu do eksperymentu crucis, który polegał na tym: wziąłem dwie deski i jedną z nich umieściłem bezpośrednio za pryzmatem okna, aby światło mogło wpadać przez zrobiony w tym celu mały otwór. cel i spaść na drugą deskę, którą umieściłem w odległości około 12 stóp, a także zrobiono w niej otwór, aby część światła mogła przez nią przechodzić. Następnie umieściłem kolejny pryzmat za tą drugą deską w taki sposób, aby światło przechodząc przez obie te deski mogło przejść przez pryzmat, załamując się w nim ponownie, zanim dotknie ściany. Po wykonaniu tej czynności wziąłem do ręki pierwszy pryzmat i powoli obracałem go tam iz powrotem, mniej więcej wokół osi, tak aby różne części obrazu padające na drugą planszę mogły sukcesywnie przechodzić przez otwór w nim i mogłem obserwować gdzie na ścianę rzucono promienie drugiego pryzmatu. I zobaczyłem, zmieniając te miejsca, że światło zmierzające do tego końca obrazu, do którego nastąpiło największe załamanie w pierwszym pryzmacie, doznało znacznie większego załamania w drugim pryzmacie niż światło skierowane na drugi koniec. I tak odkryto prawdziwą przyczynę długości tego obrazu, która nie może być inna niż fakt, że światło składa się z promieni o różnym załamaniu, które niezależnie od różnicy w ich występowaniu padają na różne części ściany zgodnie z z ich stopniami załamania ... ” Różne bezpodstawne „podejrzenia” – jak Newton nazywał swoje hipotezy – doprowadziły go ostatecznie do pomysłu przeprowadzenia następującego eksperymentu. Tak jak na początku swojej analizy wyizolował ze słońca cienką wiązkę białych promieni, tak teraz przyszedł mu do głowy pomysł wyizolowania części promieni załamanych. Był to drugi i najważniejszy krok w analizie widma. Zauważywszy, że w swoim doświadczeniu fioletowa część widma znajdowała się zawsze na górze, niebieska na dole i tak dalej aż do dolnej czerwonej, Newton próbował wyizolować promienie jednego koloru i zbadać je oddzielnie. Biorąc deskę z bardzo małym otworem, Newton przyłożył ją do powierzchni graniastosłupa zwróconej w stronę ekranu i dociskając ją do pryzmatu, poruszał nią w górę i w dół i bez trudu osiągnął odosobnienie jednokolorowe, np. , tylko czerwone, promienie przechodzące przez mały otwór w desce. Nowa, jeszcze cieńsza wiązka czystych czerwonych promieni została poddana dalszym badaniom. Przechodzenie promieni czerwonych przez drugi pryzmat. Newton zauważył, że ponownie uległy załamaniu, ale tym razem wszystko było prawie takie samo. Newton sądził nawet, że to dokładnie to samo, to znaczy uważał promienie jednokolorowe za całkowicie jednorodne. Po powtórzeniu eksperymentu na promieniach żółtych, fioletowych i wszystkich innych, w końcu zrozumiał główną cechę, która odróżnia jeden lub drugi z promieni od promieni innego koloru. Przechodząc przez ten sam pryzmat to tylko promienie czerwone, to tylko promienie fioletowe i tak dalej, przekonał się w końcu, że światło białe składa się z promieni o różnym załamaniu i że stopień załamania jest ściśle związany z jakością promieni, a mianowicie z ich kolor. Okazało się, że najmniej załamują się promienie czerwone i tak dalej, aż do najbardziej załamanego - fioletowego. Newton sformułował wnioski z największego odkrycia w następujący sposób: „1. Tak jak promienie światła różnią się stopniem załamania, tak też różnią się skłonnością do wykazywania określonego koloru. Kolory nie są właściwościami światła wynikającymi z załamań lub odbić w ciałach naturalnych (jak się zwykle uważa), ale istotą są naturalne i wrodzone cechy, różne w różnych promieniach ... 2. Ten sam stopień załamania zawsze odpowiada temu samemu kolorowi, a ten sam kolor zawsze odpowiada temu samemu stopniowi załamania. A związek między kolorami i załamaniem jest bardzo precyzyjny i wyraźny: promienie albo zgadzają się dokładnie w obu względach, albo nie zgadzają się w nich proporcjonalnie. 3. Wzorce koloru i stopień odchylenia nieodłącznie związany z każdym rodzajem promieni nie są zmieniane przez załamanie lub odbicie od ciał naturalnych, ani przez żadną inną przyczynę, którą mógłbym zaobserwować. "Teorie Newtona umożliwiły rozwój fizyki jako nauki ścisłej", pisze Władimir Karcew w swojej książce. "Zaczęła ona coraz bardziej zbliżać się do matematyki i coraz bardziej oddalać od filozofii. Było to przed publikacją, która miała zostać zatwierdzona w Królewskim Towarzystwo, aby tam być wysłuchanym i dyskutowanym. Stało się to 8 lutego 1672 r. ... ... To był pierwszy artykuł naukowy Newtona. Niezwykły rezonans, jaki otrzymała tak mała praca, jej ogromny wpływ na losy Newtona i losy nauki jako całości, zmuszają naszych współczesnych do zwracania większej uwagi na nowe, które wniosła do świata badań naukowych. Artykuł ten oznacza nadejście nowej nauki - nauki nowych czasów, nauki wolnej od bezpodstawnych hipotez, opartej jedynie na mocno ugruntowanych faktach doświadczalnych i ścisłym z nimi logicznym rozumowaniu. Teraz, pod koniec XX wieku, trudno docenić sensację i niezwykłość tego małego artykułu Newtona. Ale najgłębsze umysły XVII wieku szybko dostrzegły w małej literce „szalone idee”, doprowadzając w końcu do eksplozji ustalonych i nawykowych idei, które z kolei dopiero niedawno zatriumfowały nad metafizyką Arystotelesa. Odkrycie różnego załamania promieni było punktem wyjścia dla wielu odkryć naukowych. Dalszy rozwój idei Newtona doprowadził w ostatnim czasie do odkrycia tzw. analizy spektralnej. Autor: Samin D.K.
Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi
05.05.2024 Klawiatura Primium Seneca
05.05.2024 Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie
04.05.2024
▪ Elektroniczny odpowiednik kocich wąsów ▪ Połączony czujnik pod ekranem dla smartfonów bez ramki ▪ biodegradowalna słoma wykonana z drewna
▪ sekcja serwisu Bezpieczeństwo i ochrona. Wybór artykułu ▪ artykuł George'a Santayany. Słynne aforyzmy ▪ artykuł Kiedy mężczyźni zaczęli się golić? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Akki. Legendy, uprawa, metody aplikacji ▪ artykuł Dressing i ocet smakowy. Proste przepisy i porady
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Polecamy ciekawe artykuły Sekcja 
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony