Küsimus:
Kuidas seletas Newton oma häirerõngaid ilma laineoptikata?
J.Bates
2017-05-18 18:45:25 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Tänapäeval teame, et see on valguse lainelise omaduse tagajärg. Kuid iroonilisel kombel avastas selle Newton, kes hoidis osakesi valguse vaatenurgast. Kuidas ta siis oma avastust seletas?

Ta pidas valgusosakeste "interaktsiooni" vibreeriva eetriga. Vt nt Robert Iliffe & George Smith (toimetajad), [The Cambridge Companion to Newton] (https://books.google.it/books?id=9fA4DAAAQBAJ&pg=PA289) (2. väljaanne), lk 289-edasi.
Ta arvas, et laineteooria ennustas, et interferentsimuster on keskelt helge, nii et kui seda täheldati keskel pimedana, siis see võltsis laineteooria. Ta eksis, sest ei saanud aru, et peegeldunud laine võib ümber pöörata.
üks vastus:
Conifold
2017-05-19 09:43:49 UTC
view on stackexchange narkive permalink

"Newtoni rõngad" õhukestel plaatidel ei avastanud mitte Newton, vaid Hooke, mitte 1717., vaid 1664. aastal (Boyle kirjeldas umbes samal ajal seebimullides sarnast nähtust). Hooke teatas oma katsetest Micrographias (1665), millest Newton sai nende kohta teada: " millises raamatus on ta ka sellest suuresti lahti rääkinud ... ja esitas palju muud suurepärast õhukeste plaatide värvide kohta , nagu ta tunnistas oma vaatluste diskursuses (1676). Kuid kui Diskursus muudeti Optickiks ja see avaldati pärast Hooke surma, viidi see mainimine välja, seega said järeltulijad neist teada kui "Newtoni helinaid", vt entsüklopeedia kokkuvõtet. Õigluse huvides teatas Hooke pildist ainult kvalitatiivselt, samas kui Newton tegi üksikasjalikud mõõtmised nii täpselt, et Young võis hiljem Newtoni andmetest tuletada erinevate toonide lainepikkused suure täpsusega.

Vaatamata üldlevinud väidetele, et Newtoni optika oli korpuskulaarne (ja see oli tõenäoliselt tema esialgne intuitsioon) oli tema arvatav positsioon tegelikult korpuskulaarse ja laineteooria hübriid (meenutades hilisemat de Broglie pilootlainete teooriat), kuigi ta esitas laineosa "hüpoteetilisena" . Hübridisatsioon ilmneb juba tema 1670-ndate aastate optilistes käsikirjades, kui ta pidi osaliselt peegeldama ja murduma õhukeste plaatide ja difraktsiooniga (Grimaldi avastas 1665. aastal), vt Brewsteri uuring Newtoni projektis. Seetõttu ei olnud Newtoni korpused elementaarsed, vaid neil olid need, mida me nüüd nimetame sisemisteks vabadusastmeteks, vibratsioonirežiimid, mida ta nimetas "sobivaks" ja mis suhtlesid kõikehõlmava "helendava eetriga". Siin on üksikasjalik selgitus Prestoni valgusteooriast (veebis saadaval tasuta):

" Nii peegeldumise kui ka murdumise olemasolu läbipaistva aine pinnal tekitab emissiooniteoorias esmapilgul suuri raskusi, sest pole võimalik mõelda, kuidas sama pind võib korraga peegeldavad ja teisel juhul murduvad põrkuvat molekuli. Raskuste lahendamiseks juhtis Newton oma õhukeste plaatide värviliste rõngaste (VIII peatükk) tähelepanekutest, et anda helendavatele rakkudele perioodilised faasid või sobivad tema sõnul kerged peegeldused ja hõlpsasti edastatav, nii et mõnikord on nad peegelduvas olekus ja mõnikord läbipaistval pinnal murtud.

" Nende sobitamise edastamiseks helendavaid rakke, kujutas ta ette, et kogu ruum täidetakse kõike läbiva keskkonna või eetriga. Helendavad korpused tekitavad peegeldava või murduva pinna löömisel selles eetris laineid, mis neid regulaarsete intervallidega ületavad, ja abistavad või vastanduvad nende liikumisele perioodiliselt, nii et igal uuel pinnal nad murduvad või peegelduvad vastavalt sellele, kuidas laine abistab või vastandub korpus. Nii geniaalselt sisse viidud perioodilisuse element, mis on laine liikumises nii fundamentaalselt seotud, peaksime loomulikult eeldama, et oleme langemisnurgast sõltumatud. Kuid teooria ja tema õhukestel plaatidel tehtud tähelepanekute kokkusobitamiseks pidas Newton vajalikuks oletada, et sobivuse pikkus varieerub langemisnurga sekundina ja sellist seadust ei tundu lihtne arvestada. em> "

Ja siin on Newton ise Opticksi raamatus II, kes rakendab oma hübriidteooriat õhukeste plaatide rõngaste selgitamiseks:

" Iga valguskiir, mis läbib murduvat pinda, viiakse kindlasse mööduvasse konstitutsiooni või olekusse, mis kiirte kulgemisel võrdsete intervallidega naaseb ja laseb igal tagasikiirgusel kiirte murda läbi järgmise murduva pinna ja tagasitulekute vahel, mida see hõlpsasti kajastab ... See ilmneb 5., 9., 12. ja 15. vaatluse (värviline rõngas) poolt. Sest nende tähelepanekute põhjal näib, et üks ja sama kiirgus võrdse langemisnurga all mis tahes õhukesel läbipaistval plaadil peegeldub ja edastatakse vaheldumisi vastavalt mitmele järjestikule, kuna plaatide paksus suureneb arvude 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 aritmeetilises progressioonis, 8 jne. "

Rangelt võttes vajab Newton rõngaste selgitamiseks ainult kooskõlastatud" sobivusi "ja matemaatiliselt on tema seletus sisuliselt samaväärne laineoptika omaga. Kuid selle kooskõlastamise olemus jääb eetrita salapäraseks. Oma aluste katmiseks tunnistab Newton Opticksis kõigepealt tuttavat hüpoteesi mitte fingo teesklust: " mis liiki tegevus või paigutus see on või koosneb see kiirte ringlevast või vibreerivast liikumisest, või meediumist või millestki muust, ma ei küsi siin ". Kuid neile, kes " ei soovi nõustuda uute avastustega, kuid mida nad suudavad seletada hüpoteesiga ", esitab ta ülejäänud oma konto retoorilisteks küsimusteks (idee pärineb hüpoteesi selgitamisest) valguse omadused, 1675):

" Ja löökpillide poolt õhus õhutatud vibratsioonid või värinad jätkavad natuke aega, et liikuda löökide kohalt kontsentrilistes sfäärides suurele kaugusele. Ja samamoodi, kui valguskiir langeb pinnale mis tahes pellutiidse keha ja kas see on murdunud või peegeldunud, ei tohi vibratsiooni lained ega värisemine seeläbi esinemispunktis murduvas või peegeldavas keskkonnas ergastada ja seal jätkuvalt tekkida ning sealt edasi levida. ja kas need vibratsioonid ei levita langemispunktist suurele kaugusele? Ja kas nad ei möödu valguskiirtest ja kui nad neid järjest ületavad, kas nad ei pane neid ülalkirjeldatud kerge refleksi ja kerge edasikandumise hoogudesse? "

* matemaatiliselt on tema seletus sisuliselt samaväärne lainelainete optikaga.
@BenCrowell Niipalju kui võin öelda, ei mänginud pime laik Newtoni laineteoorias tagasilükkamisel mingit rolli. Ta ei katsetanud õhukeste plaatidega enne 1675. aastat, kuid hindab laineteooriat juba 1660. aastatel püsimatuks, tema peamine vastuväide on see, et lained ei saa sirgjooneliselt levida. Seda korratakse koos teiste nimekirjaga Opticksis 30 aastat hiljem, kuid tumedat kohta pole ka seal. Hüpoteesis (1675) mainib ta, et Hooke "eeterlikud impulsid" on "võimelised selgitama" õhukeste plaatide nähtusi.
Newtoni enda teooria koos hoogude edasiandmise ebamäärasusega võiks nende jaotust kohandades majutada mis tahes laadi kohti keskmes, ilmselt võiks sama teha ka impulssidega, vt [hüpotees Newtoni projektis] (http: // www. newtonproject.ox.ac.uk/view/texts/normalized/NATP00002). Kuid ma nägin selles kontekstis varem mainitud tumedat kohta, see võib olla hilisem "ratsionaalne rekonstrueerimine" (võib-olla Young'i poolt). Sel ajal ei olnud laineteooria piisavalt välja töötatud, et erinevus oleks oluline.
Kanga kaudu on hõlpsasti näha difraktsioonimustreid, nt. : [Kardina difraktsioon] (https://www.itp.uni-hannover.de/fileadmin/arbeitsgruppen/zawischa/static_html/strange.html) (umbes 10% lehel). Mind huvitab, millal seda esimest korda märgiti. Ma ei leia siit küsimust.


See küsimus ja vastus tõlgiti automaatselt inglise keelest.Algne sisu on saadaval stackexchange-is, mida täname cc by-sa 3.0-litsentsi eest, mille all seda levitatakse.
Loading...