Johann Kern, Stuttgart, jo_k@gmx.net
1) Разложение света происходит только при выходе света из призмы
Интернет и учебники с большим чувством уверенности заявляют:
“В 1676 году сэр Исаак Ньютон с помощью трёхгранной призмы разложил белый солнечный свет на цветовой спектр”. При этом демонстрируется рисунок, подобный нижеприведённому рис. 1.
Рис. 1
На самом деле мы видим только радужную полосу на экране, всё остальное — плод нашего воображения.
В статье [1] автором было отмечено, что если бы это соответствовало действительности, то пластинкой 1 (рис. 2) , скользящей по поверхности призмы, можно было бы перегородить часть спектра. Однако подобное возможно только вблизи экрана. Автором было также
Рис. 2. Имеющий, якобы, место ход лучей в призме.
w – белый свет, r – красный, v – фиолетовый. 1 – пластинка (лист бумаги), которую можно
передвигать вдоль плоскости призмы, постепенно перекрывая часть выходящих из неё лучей.
установлено, что внутри водяной призмы никакого разложения света на цвета не происходит. Экран, приложенный к выходной поверхности призмы, всегда остаётся белым.
Цветные полоски немедленно появляются при малейшем зазоре между экраном и выходной гранью призмы. Размеры призмы на это обстоятельство совершенно не влияют. Это говорит о том, что «создателю всего сущего» было угодно, чтобы разложение на цветовые составляющие происходило только на втором переходе, при переходе лучей света из стекла в воздух. Так как при подходе к этой грани цветового разложения ещё нет, то все точки выходной грани равноправны. Поэтому цветовое разложение на все цвета происходит в каждой точке. Именно это обстоятельство объясняет тот факт, почему на выходной поверхности призмы нельзя перекрыть ни одну из цветных полос радуги. Их там просто-напросто нет. Разделение на цветные полосы можно заметить только на некотором расстоянии от призмы, независимо от размеров призмы. Вследствие этого автор пришёл к выводу, что свет разлагается в каждой точке выходной поверхности. Схематически это показано на рис. 3, где для простоты показано только два цвета.
Рис. 3. Действительный ход лучей в призме.
w – белый свет, r – красный, v – фиолетовый. 1 – пластинка (лист бумаги), которую можно
передвигать вдоль плоскости призмы, постепенно перекрывая часть выходящих из неё лучей.
Только недавно автор узнал, что Декарт ещё в 1637 г. в книге [2] сообщал, что при наблюдении выходной поверхности призмы через небольшое отверстие видны одновременно лучи всех цветов. Если бы автор до прочтения этих строчек Декарта не разобрался сам в истинном ходе лучей, возможно, он бы не обратил внимания на всю важность этого замечания Декарта, как ей не придали значения за 300 с лишним лет все учённейшие физики и математики, читавшие Декарта. Одним словом, Ньютон не только не был первым, но и неправильно изложил картину разложения света призмой. Вследствие этого Гюйгенс создал волновую теорию света, которая, естественно, также не соответствует действительности.
2) Преломление лучей света и разделение света на цветовые составляющие, похоже, совершенно различные процессы.
Зная о том, что разложение света внутри призмы не происходит, мною был выбран угол падения входных лучей таким, чтобы лучи после первого перехода падали на вторую границу под прямым углом. При этом никакого преломления лучей на второй границе не будет. Казалось бы, что в этом случае не должно быть и никакого разделения на цветовые лучи? А оно происходит. Не очень резко выраженное, но имеет место.
Получается, что разделение на цветовые составляющие — это сопутствующий прохождению света через призму процесс, непосредственно не связанный с процессом преломления?
То есть, создаётся впечатление, что на процесс разделения света на цветовые составляющие преломление лучей света само по себе никак не влияет.
Это разумеется, очень крамольная мысль, но «совершенно случайно» автору удалось её экспериментально доказать.
3) Разделение света на цветовые составляющие зависит от расстояния до источника света
Во-первых, это было очень неожиданным, во-вторых, никто такого не ожидал.
Однажды, когда прямоугольная призма автора лежала на открытой книге, он обратил внимание на то, что текст, видный через призму, не имеет никаких цветовых искажений. С чего бы это? После того, как автор оправился от шока, он начал экспериментировать. И вскоре убедился, что по мере приближения призмы к источнику света все цветовые искажения исчезают. При этом надо через призму рассматривать именно источник света, а не что-либо другое. И наоборот, чем дальше была призма от источника света, тем более был выражен эффект разложения света призмой. То же самое имеет место и при отражённом свете, с чего, собственно говоря, и началось это небольшое исследование.
Если говорить образно, свет по мере отдаления от источника света «стареет» и, при прохождении через призму, разлагается на цветовые составляющие. После отражения от какого-либо предмета свет мгновенно «молодеет» и восстанавливает свои свойства, свою «молодость». Но и отражённый свет очень быстро «стареет». 20 см пути уже достаточны для того, чтобы заметить «возраст» или «проделанный путь» света.
4) Можно ли это использовать?
Да. Для измерения расстояния. Конечно, вряд ли все теперь станут измерять расстояния с помощью призмы, но, возможно, найдётся место, где этот способ будет незаменим.
Для начала несколько экспериментов.
а) Стоя около жалюзей, автор на глаз определил, что ширина щелей по сравнению с расстоянием между ними примерно равна 10% (на самом деле их ширина 3-3,5 мм, а расстояние между ними 60 мм). Взгляд через призму мало что изменил, хотя автор заметил радужную окраску краёв. При отдалении от жалюзей ширина цветных каёмок росла и при расстоянии около 8-10 метров ширина каёмок или спектра была равна примерно 50% расстояния между щелями.
б) Радужная каёмка на окнах в 2-3 метрах от автора равна нескольким миллиметрам. Радужная полоса от печнах труб на крыше дома в 50-60 метрах от автора имеет ширину почти в половину ширины трубы, где-то 15-20 см.
в) Окна на крыше дома примерно в ста метрах от автора кажутся сплошной радугой.
г) Самое интересное наблюдение было с продолговатым источником света на балконе дома во дворе наискосок, в 50-60 метрах. Увидев источник света, автор посмотрел на него через призму. Неожиданно он увидел два столбика света, красный и зелёный. Он отвёл в сторону призму, чтобы убедиться, туда ли он смотрит. И снова увидел жёлтоватый довольно бледный столбик света. Ничего иного, что напоминало бы светящийся столбик, в поле его зрения не было. Снова посмотрел через призму и вновь увидел два довольно ярких цветных столбика на расстоянии примерно двух ширин светящихся столбиков друг от друга. Если бы он увидел сплошной спектр, его бы это конечно, не удивило. Но здесь было только два цвета, красный и зелёный, и темнота между ними.
д) Предыдущий опыт заставил подумать о звёздах. Нельзя ли и расстояние до звёзд оценивать по расстоянию между двумя разноцветными «близнецами»? Если судить по только-что наблюдавшимся двум разноцветным столбикам в 50-и метрах от автора, расстояние между «звёздными близнецами» должно быть в полнеба.
Дождавшись вечера, он взглянул сквозь призму на первую яркую звезду (скорее всего планету) — и был сильно разочарован. Видимое изображение походило на двойную звезду — красную и зелёную, с едва заметным расстоянием между ними.
Первый блин всегда комом. Но и этот результат интересен. Надо дождаться ясного звёздного неба и посмотреть на другие звёзды.
На данном этапе выяснения полезности главное, конечно, не новый метод измерения расстояния, а то новое, что мы узнали о свойствах света. Когда-нибудь это новое знание наверняка окупится.
5) Теоретические выводы.
Интенсивность разложения света зависит от расстояния до источника света. Источником света является и любая освещённая поверхность. Однако при испытании того, что интенсивность разложения света уменьшается по мере уменьшения расстояния до источника света, могут использоваться только относительно малые участки поверхности, точки которой должны находиться примерно на одинаковом расстоянии до призмы. Это же самое относится и к активным источникам света, которые не должны быть слишком протяжёнными.
При расстоянии до источника, равном нулю, интенсивность разложения света также равна нулю. Зависимость в первом приближении считается линейной. Действительный вид зависимости ещё надо исследовать.
В качестве предположения можно исходить из того, что интенсивность разложения зависит от двух сомножителей I= I (r) х I (p), где I (r) - функция, зависящая от расстояния до источника света. При r = 0, I (r) также равна нулю.
Функция I (p) означает функцию от одного или нескольких параметров. Она не должна зависеть от коэффициента преломления лучей света, так как иначе разложение света происходило бы и при входе света в призму.
Скорость света внутри призмы не должна зависеть от частоты, иначе разложение света происходило бы и при входе света в призму.
Коэффициент преломления света на выходе из призмы должен зависеть от цвета.
Цвет может зависеть от частоты света или какого-либо другого параметра.
Волновая теория света по Гюйгенсу в любом случае неприемлема. Во-первых, она требует разложения света на первой границе призмы, при переходе света из воздуха в стекло. На второй границе она также неприемлема, так как предполагаются различные скорости цветовых составляющих света внутри призмы, что опять-таки привело бы к разложению света внутри призмы.
Тем не менее, это не исключает того, что свет может быть волной. Однако почему коэффициент преломления, и, соответственно, цвет должен зависеть от частоты, становится непонятным.
|
|
 |
