(Доверчив Нютон или как светлината се разлага от призма)
Няма хора по-лековерни, по-малко наблюдателни и с по-лоша памет от усмивката на (великите) физици. Когато Галилей започна експериментално да изучава законите на механиката, въз основа на своите експерименти, той трябваше да обърне много от възгледите на великите древни гърци с главата надолу. Но не си мислете, че това вече не е възможно в наши дни. Великите направиха грешки и продължават да грешат. И новоотсечените Галилеи се натъкват на грешки точно там, където най-малко се очакват.
Малко са пропуснати факти
Младият Нютон веднъж твърди, че е наблюдавал разлагането на слънчевите лъчи с призма. По този начин той използва лъчите, падащи през процепа на покрива. Оттогава всички уверяват, че разлагането може да се получи само с помощта на тесен лъч светлина. Всеки професор по физика ще ви потвърди това. Милиони хора, включително професори, са наблюдавали разграждането на светлината в свободното си време, използвайки обикновен резервоар за риба, където не е предвидено ограничение на лъча светлина по ширина, но въпреки това се появява отлична „дъга“. Разбира се, никой не забелязва, че това противоречи на учебниците.
Нютон, както знаете, беше привърженик на корпускуларната теория за светлината (корпускула е на руски език частица). Имаше някои недостатъци в неговата теория и някой Хюйгенс (Кристиан, 1629-1695) го заобиколи на завоя, приписвайки свойствата на вълната на светлината.
Според Нютон и Хюйгенс светлината е трябвало да се разложи точно вътре в призмата, което означава, че в слънчев ден в плитка морска вода, с леки водни вълни, трябва да се наблюдават на дъното, ако не дъга, то поне цветни ивици. Наистина се наблюдават ивици с концентрация на светлина, но бели, не цветни.
Когато демонстрират разлагането на светлината чрез призма, всички демонстранти знаят, че дъгова лента може да се получи само на определено разстояние от призмата, близо до нея, светлинна лента в средата е бяла, само краищата й са оцветени. Това противоречи на теорията, но никой не забелязва това противоречие.
Промоционално видео:
Лъчите не дават сянка ?
В началото на 90-те години бъдещият автор на монографията „Решението на вечните мистерии на природата“(Йохан Керн. Решението на вечните мистерии на природата, Санкт Петербург, Издателство на Политехническия университет, 2010 г., [email protected]) случайно вижда дъгова лента (дъга) от аквариум. По някаква неизвестна причина той искаше да определи ширината на вливащата се ивица светлина, образувайки дъгова ивица зад аквариума. Той се въоръжи с линийка и се зае с бърза работа. Много бързо той забеляза, че владетелят „някак“повлия на дъгата. Но той не можеше да определи положението на ръба на владетеля, съответстващо на едната или другата граница на светлинната ивица, която образува дъга. Той беше донякъде озадачен от това, но след известно време реши да намери границите на дъговата ивица, излизаща от аквариума. Отново лош късмет. Той отново видя, че владетелят "по някакъв начин" влияе на дъгата, но не дефинира нито едно,никоя друга граница на нововъзникващата ивица не би могла. Подсъзнателно той отлично разбираше, че това „не трябва да бъде“, но „беше“. Линийка, приложена върху повърхността на аквариума, не даваше сянка в областта на дъговата ивица.
Следвайки стъпките или следвайки примера на Галилей
Инатът му го подтиква към изграждането на специален триъгълен „аквариум“или триъгълна водна призма и той започва да прави едно откритие след друго. Първо, той се увери, че ширината на лъча наистина не трябва да бъде ограничена, и получи отлична дъга от лъчите, падащи върху цялата стена на водната му призма. Тогава той започна да изпитва точно тесните лъчи слънчева светлина и установи, че във водната призма няма разлагане на светлината. Като екран, върху който лъчите падаха, той използваше тясна пластмасова плоча с бял цвят, която можеше да се премести в рамките на целия обем на водната призма. Светлината вътре в призмата беше само бяла. Това вече показва, че теориите на Нютон и Хюйгенс са погрешни. Но се страхуваше да каже това дори на себе си. Може би, убеди се той, цялата работа е, че всичко това само му се струва,и че цветните ивици не могат да се видят отвън, тъй като светлината от тях, излизайки от водата, по някакъв начин се събира отново и става бяла? Но той залепи бели ивици хартия по стените на своя аквариум, където лъчите падаха, последователно отвътре и отвън, и се увери, че те остават бели.
Беше любопитно. Но най-важното, откъде започна, защо не можа да намери границата нито на вливащата се ивица светлина, нито на границата на излизащата дъга, той не можеше да разбере. Отне поне 10 години, през които той многократно вижда дъга, създадена от обикновен правоъгълен аквариум. Той отдавна беше забравил за своите оптични експерименти с триъгълен аквариум, който дълго време събираше прах в килера, а след това едната стена се напука и беше изхвърлена. Но не, не, в слънчев ден той приближаваше линийка или молив по-близо до стената на аквариума и всеки път беше убеден, че те „не дават сянка“, а „трябва“. Решението (обяснение на причината) не дойде.
Сега той е само изненадан от това. Той прекрасно знаеше, че светлината в призма не се разлага. И той знаеше, че светлината, минавайки през призмата, се оказва разложена в цветовете на дъгата. Какъв беше изводът от това? Единственият: светлината се разлага на изхода от призмата. Но той не направи това заключение. Дори не го видях, когато, поглеждайки към слънцето в дъгата от аквариума, видях зелени, червени, сини игли, които се пръскаха от една точка. Разбира се, той, простосмъртен, е простим. Великият Галилей, който познаваше първия си закон по-добре от всеки друг и вярваше, че Земята се движи около Слънцето, също не знаеше за наличието на (универсална) гравитация. Но едното следва от другото - без никакви междинни заключения. Необходимо беше само да се мисли за факта, че Земята по някаква причина се движи в кръг около Слънцето. Въз основа на неговия Първи закон, от това следва, че определена сила трябва да действа на Земята от посоката на Слънцето. Този закон трябваше да бъде открит от него, Галилей. Но той не знаеше за това.
Нови знания и нова загадка
Когато Йохан Керн приключва с подготовката за издаването на руската си версия на книгата „Решението за вечните мистерии на природата“, той внезапно осъмна. Да, той самият не знае какво го е подтикнало да реши. Остава само да се каже, че е дошло от само себе си. Изводът, който можеше и трябваше да бъде направен преди повече от десет години, изведнъж се появи без причина, сам по себе си. Изведнъж осъзна, че светлината се разлага точно когато напусне призмата и се разлага във всяка точка на изходната повърхност. Във всяка точка на изходната повърхност се генерират разминаващи се цветни лъчи. И затова те не дават сянка от обект, приложен към изходната повърхност на лъчите. И затова те не дават сянка от предмет, нанесен върху входната повърхност на слънчевите лъчи.
Това може да бъде обяснено ясно, както следва. В продължение на 300 години е представен пътят на лъчите в една призма, както е на следващата фигура:
Тук w означава бяло, r за червено и v за виолетови лъчи (за простота междинните цветове на дъговия спектър не са показани).
Ако пътят на лъчите наистина беше както е показано на фигурата, тогава с помощта на плоча 1, преместена по равнината на призмата, би било възможно да се припокрие част от спектъра на дъгата и да се наблюдава само част от нейните цветове. Всеки обаче може да провери дали това не работи. При преместване на плоча 1 цветът на дъгата може да се направи само по-избледнял (или напълно изгаснал), но е невъзможно да се постигне изчезването на някои от цветовете в спектъра.
Въз основа на този прост експеримент можем да заключим, че пътят на лъчите всъщност е такъв:
Белите лъчи w остават бели вътре в призмата, но от всяка точка на противоположната равнина на призмата излизат червени, оранжеви, жълти, зелени, сини, сини и виолетови лъчи, всеки от тях под свой ъгъл (на фигурата само червени r и виолетови v лъчи, лъчи с най-малкия и най-големия ъгъл на отклонение). В резултат на това с помощта на табела 1 можете да направите цветовете на дъгата по-избледнели, можете да загасите цялата дъга, но не можете да угасите нито един от цветовете на дъгата поотделно. И е невъзможно да се получи сянка от ръба на подвижната плоча 1. И всичко това се дължи само на факта, че всички цветове на дъгата се раждат във всяка точка на външната "изходна" равнина.
Ако скоростта на лъчите с различни цветове във въздуха бяха различни, тогава можеше да се обясни подобен път на лъчите. Но знаем, че скоростта на всички лъчи светлина във въздуха е еднаква. Следователно такъв път на лъчите противоречи на всички съществуващи теории за светлината. Светлината не е нито вълна, нито корпускули (частици). Абсолютно независимо от факта, че има много доказателства, че светлината има вълнови свойства, направеното по-горе заключение, че светлината не е нито вълна, нито корпускули все още може да бъде променено.
В математиката често се споменават единични числа, т.е. специални или особени точки. Цялата изходна повърхност на призмата е съвкупност от подобни единични точки. В тях се случва нещо, което води до разлагане на светлината на цветни компоненти. Този вид процес е нова загадка, „представена“ни в замяна на намерените по-точни знания за това как се случва разлагането на светлината с помощта на призма, за знанието как обект, който блокира лъчите на светлината, не може да даде сянка.
Това ново представяне на лъчевия път през призма се вписва идеално в заглавието на книгата и очевидно трябваше да украси експерименталната й част. Следователно отпечатването на книгата е спряно и описанието на горния отвор е включено в нея като приложение.
Прецизирането на пътя на лъчите в призмата трябва да доведе до по-точно определяне на показателя на пречупване и по този начин до по-точно изчисляване на оптичните инструменти.
Йохан Керн. [email protected]