Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника


Открытия Исаака Ньютона




На базе многочисленных опытных фактов в середине XVII века возникают две гипотезы о природе световых явлений:

1. корпускулярная, предполагавшая, что свет есть поток частиц, выбрасываемых с большой скоростью светящимися телами;

2. континуальная, утверждавшая, что свет представляется собой продольные колебательные движения особой светоносной среды – эфира – возбуждаемой колебаниями частиц светящегося тела.

Все дальнейшее развитие учения о свете вплоть до наших дней –это история развития и борьбы этих гипотез, авторами которых были И. Ньютон и Х. Гюйгенс.

Обратившись к оптике Ньютон начал не с эксперимента, а с собственных рассуждений о природе света, которые свидетельствуют о том, что Ньютон был приверженцем корпускулярной теории света.

В своих исследованиях оптики И. Ньютон занимался вопросами разложения белого света в спектр призмой, исследованиями законов преломления, исследованиями законов интерференции на примере тонких пленок, исследованиям причин цветов тела.

В своих работах по преломлению и построению изображений линзами Ньютон приходит к выводу о невозможности исключения цветовой аберрации из полученного изображения. Несмотря на то, что все исследуемые Ньютоном законы оптики были известны ранее, он первый делает этот вывод, основываясь только на хорошо поставленном эксперименте. При своих экспериментах с призмой он последовательно исключает параметры призмы (т.е. прибор) из своих опытов, приходя к выводу о сложности белого света и выделяет семь основных цветов радуги. Таким образом поднимается дополнительный вопрос об экспериментальной технике и её влияния на результат, что не было сделано ранее. В экспериментах с интерференцией в тонких плёнках, он первый находит количественные соотношения, из которых уже легко делает правильные выводы о природе наблюдаемого эффекта. В дальнейшем все эксперименты по оптике Ньютон подводит к единой своей теории, объединяющей все направления оптики, существовавшие на тот момент: теорию цветов, катоптрику, построению изображений линзами, дифракцию и интерференцию света.

Теория Ньютона включала в себя следующие положения:

1. Цвета являются не качествами, а первоначальными свойствами света, различными в различных лучах, которые отличаются друг от друга по степени преломляемости, а значит, и по способности проявлять тот или иной цвет.

2. Одна и та же степень преломляемости (показатель преломления) соответствует одному и тому же цвету и наоборот.

3. Вид цвета и степень преломляемости, свойственные каждому отдельному сорту лучей, не изменяются ни преломлением, ни отражением, ни какой-либо иной причиной.

4. Изменение цвета происходит только тогда, когда имеется смесь лучей разного цвета.

5. Отсюда вытекает разделение лучей на простые и сложные, т.е. состоящие из смеси различных лучей разных цветов.

6. Те же цвета, по виду как и первичные можно получить смешением.

7. Но ни один цвет не может в отдельности проявлять белизну, т.е. белый свет – всегда сложный.

Это была странная теория для того времени. Как уже говорилось выше, было несколько теорий цветов, развитой из теории Аристотеля. Цвета в ней являлись модификацией света, а свет солнца (белый свет) – простым. Темнота была отдельным качеством, и играла основную роль в образовании цветов из белого света. Во всех этих теориях отсутствовали какие-либо количественные характеристики, которые можно было измерить на эксперименте [По81].

И. Ньютон создал стройную систему оптики. Он начинал там, где останавливались его современники: он не удовлетворился описанием качественных закономерностей, а стремился получить количественные результаты. От современников его отличали очень точные эксперименты. Второе отличительное качество работ Ньютона ‑ сочетание эксперимента, послужившего основой создания теории, и теории, направляющей создание эксперимента. Это явилось причиной крупных успехов Ньютона и позволило ему построить единую теории охватывающие все известные тогда явления оптики. Направляющей идеей, которая во многом определила характер его исследований, была концепция о корпускулярной природе света.

Также в то время была развита континуальная (волновая) теория света. Только в XVII веке в связи с новыми открытиями в механике и оптике обсуждение этой проблемы стало более физичным, аргументы философские и натурфилософские стали уступать место соображениям физическим.

Ньютон завершил научную революцию, и с его системой мира обретает лицо классическая физика. Но не только астрономические или оптические, а также математические открытия (он, независимо от Лейбница, изобрел дифференциальное и интегральное исчисление) обессмертили его имя. Ньютон занимался также актуальными теологическими проблемами, вырабатывая точную методологическую теорию. Без правильного понимания идей Ньютона мы не сможем понять вполне ни значительную часть английского эмпиризма, ни Просвещения, особенно французского, ни самого Канта. Действительно, как мы увидим ниже, «разум» английских эмпириков, лимитируемый и контролируемый «опытом», без которого он уже не может свободно и по желанию перемещаться в мире сущностей, - это «разум» Ньютона.

Физика Ньютона исследует не сущности, а функции; она не доискивается до сути тяготения, но довольствуется тем, что оно есть на самом деле и что им объясняются движения небесных тел и земных морей. Также Ньютон замечает в работе «Оптика»: «Первопричина, разумеется, не является механической».

Ограниченное и контролируемое опытом рассуждение основное составляющее наследство, которое эпоха Просвещения получила от Ньютона. В то же время как материалисты XVIII в. изберали в качестве теоретической базы механицизм Декарта. Для последователей Декарта в мире нет пустоты, для Ньютона это не так: тела взаимодействуют "на расстоянии". Последователи Декарта и Лейбниц увидели в этих таинственных силах, действующих на неограниченных расстояниях, возврат к старым «скрытым свойствам».

Другой, противоположной теории Ньютона, была теория Гюйгенса. Основные его положения были:

1. Свет – это распространение упругих периодичных импульсов в эфире. Эти импульсы продольны и похожи на импульсы звука в воздухе.

2. Эфир – гипотетическая среда, заполняющая небесное пространство и промежутки между частицами тел. Она невесома, не подчиняется закону всемирного тяготения, обладает большой упругостью.

3. Принцип распространения колебаний эфира таков, что каждая его точка, до которой доходит возбуждение, является центром вторичных волн. Эти волны слабы, и оптический эффект наблюдается только там, где проходит их огибающая

Однако теория Гюйгенса не была так распространена среди современников, как теория Ньютона. Она получила свое подтверждения много лет спустя. Хоть сейчас для построения оптических систем мы пользуемся теорией Гюйгенса, и математическим аппаратом Френеля, разработанным для этой теории, в философском восприятии мира на том этапе развития общества идеи Гюйгенса не внесли особого вклада.

Таким образом, после И. Ньютона сформировалась новая картина описания мира, базирующаяся на аналитическом описании, что предопределило дальнейшее развитие оптики и науки в целом.



Поделиться:

Дата добавления: 2015-09-13; просмотров: 81; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2024 год. (0.007 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты