ИЗ ИСТОРИИ ФИЗИКИ ОПТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ НЬЮТОНА 1 ) I Л. И. Мандельштам I Среди бессмертных творений Ньютона его оптические исследования занимают важное и почётное место. Его открытия лежат в основе всех наших знаний по оптике; их дальнейшее развитие дало не только физикам, но и астрономам и химикам мощное орудие для познания природы. Именно в оптических работах он проявил себя как гениальный экспериментатор. Заложенные в них принципы физического исследования остались руководящими и по сегодняшний

more »

... ень. Оптические работы принесли Ньютону его первую славу, им он обязан своим избранием в члены Лондонского королевского общества -английской Академии наук. Если к этому прибавить, что теоретические воззрения Ньютона на оптические явления оказывали громадное, хотя, может быть, и не всегда благотворное влияние на всё развитие оптики в течение ста лет после его смерти, то вряд ли есть необходимость в дальнейшей мотивировке выбора темы моего сегодняшнего доклада-• «Оптические работы Ньютона». Позвольте мне начать несколько издалека. В 1661 г. девятнадцатилетний Ньютон был принят в Кэмбриджский университет. Подготовку к университетским занятиям Ньютон получил в Королевской школе в Грэнтэме, небольшом городке в графстве Линкольн, но соседству с его родной деревней. Здесь он пробыл, в общей сложности, пять лет. Биографы Ньютона подчёркивают то обстоятельство, чго Ньютон уже мальчиком отличался замкнутостью и любовью к уединению-черты характера, которые не оставляли его всю жизнь. Директор школы Стоке прозорливо оценил замечательные способности своего ученика. Когда мать Ньютона, после трёхлетнего пребывания г ) Доклад, прочитанный на общем собрании академиков в Боровом 16 января 1943 г. ОПТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ НЬЮТОНА 105' К своему фундаментальному оптическому открытию Ньютон пришёл не сразу. Первая оптическая проблема, которая привлекла его внимание, была проблема усовершенствования телескопа. После того, как изобретённый в конце XVI в. телескоп в руках. Галилея привёл к таким замечательным открытиям, как открытие спутников Юпитера, строения млечного пути, фаз Венеры, солнечных пятен и т. ц., естественно было стремление учёных строить всё более мощные телескопы и тем расчистить путь к новым открытиям. Усовершенствованием телескопа занимались почти все великие физики и астрономы того времени: Галилей, Декарт, Гюйгенс, Гук и другие. При этом они отдавали свои силы не только разработке физических основ, но и собственноручно шлифовали объективы, занимались воз-· никающими здесь механическими вопросами и т. д. Скоро выяснилось, что на пути усовершенствования телескопа стоят большие препятствия. По мере роста увеличения изображение, даваемое объективом, делалось нечётким, расплывчатым, что чрезвычайно затрудняло наблюдения. Чисто опытно было установлено, что этот недостаток можно уменьшить, если одновременно с увеличением диаметра объектива увеличивать его фокусное расстояние, что было. равносильно увеличению размеров всего инструмента. И действительно" в эпоху Ньютона телескопы достигали громадных размеров. Есть, например, указания, что в одном из инструментов Гюйгенса расстояние между объективом и окуляром достигало 210 футов, т. е. около 65 м. Естественно, что на этом пути дальнейшее усовершенствование телескопа было невозможно. Ньютон, повидимому, первый вполне ясно увидел, что, наряду с известными причинами, искажающими изображение, как, например, сферическая аберрация, есть ещё другая и наиболее существенная" вследствие которой, между прочим, расплывчатость изображения сопровождается его ©краской или, вернее, возникновением окаймляющей его цветной полосы. Это то, что мы называем, теперь хроматической аберрацией. Но Ньютон, -это одно из свяйств его замечательного гения,-раз заметив, даже на первый взгляд, незначительное незнакомое обстоятельство, не успокаивался, пока вопрос, не становился ясным до конца. Теперь работы его пошли по двум параллельным руслам. С одной стороны, он продолжал работать над усовершенствованием телескопа, с другой же, -принялся за исследования физического явления, лежащего в основе хроматической аберрации. И тут он скоро пришёл к убеждению, что хроматическая аберрация, принципиально не устранима. Это убеждение было ошибочно, но оно заставило Ньютона отказаться от попытки усовершенствовать существующий тип телескопов и взяться за постройку инструмента на, основе нового принципа. Хорошо было известно, что концентрировать свет и получать изображения можно при помощи не только линз, но и вогнутых зеркал.. В этом случае изображение свободно от хроматической аберрации. И вот Ньютон приступает к постройке зеркального, отражательного!