(Gullible Newton, eller hur ljus sönderdelas av ett prisma)
Det finns inga människor som är mer lättlästa, mindre uppmärksamma och med ett sämre minne än de (stora) fysikerna ler. När Galileo experimentellt studerade mekanikens lagar, på grundval av sina experiment, var han tvungen att vända upp och ner många av de stora antika grekernas åsikter. Men man borde inte tro att detta inte längre är möjligt i våra dagar. De stora gjorde misstag och fortsätter att göra misstag. Och de nyligen präglade galileerna snubblar på misstag precis där de minst förväntas.
Få förbises fakta
Young Newton påstod en gång påstås nedbrytningen av solens strålar med ett prisma. Därmed använde han strålarna som föll genom taket. Sedan dess har alla försäkrat att sönderdelning endast kan erhållas med hjälp av en smal ljusstråle. Varje fysikprofessor kommer att bekräfta detta för dig. Miljontals människor, inklusive professorer, har observerat nedbrytningen av ljus på sin fritid med hjälp av en vanlig akvarium, där ingen breddbegränsning av ljusstrålen tillhandahålls, men ändå en utmärkt "regnbåge" dyker upp. Naturligtvis märker ingen att detta strider mot läroböcker.
Newton var, som ni vet, en anhängare av den korpuskulära teorin om ljus (en kroppskropp är på ryska en partikel). Det fanns några brister i hans teori, och någon Huygens (Christian, 1629-1695) kringgick honom vid svängen och tillskrev vågegenskaper till ljus.
Enligt både Newton och Huygens borde ljuset ha sönderdelats exakt inuti prisma, vilket innebär att man på en solig dag i grunt havsvatten, med ljusvågor av vatten, bör observera längst ner, om inte regnbågen, då åtminstone färgade ränder. Ljusa koncentrationsband observeras verkligen, men vita, inte färgade.
När de demonstrerar nedbrytningen av ljus genom ett prisma, vet alla demonstranter att en regnbågsremsa endast kan erhållas på ett visst avstånd från prismaet, nära det, en ljusremsa i mitten är vit, bara dess kanter är färgade. Detta strider mot teorin, men ingen märker denna motsägelse.
Kampanjvideo:
Strålarna ger ingen skugga?
I början av 90-talet såg den framtida författaren till monografin "Lösningen till de eviga naturens mysterier" (Johann Kern. Lösningen till de eviga naturens mysterier, St. Petersburg, Polytechnic University Publishing House, 2010, [email protected]) en regnbågsremsa (regnbåge) från ett akvarium. Av okänd anledning ville han bestämma bredden på den strömmande ljusremsan och bilda en regnbågsremsa bakom akvariet. Han beväpnade sig med en linjal och började arbeta snabbt. Mycket snabbt märkte han att linjalen på något sätt påverkade regnbågen. Men han kunde inte bestämma positionen för linjalens kant som motsvarar den ena eller andra gränsen för ljusremsan som bildar en regnbåge. Han var lite förbryllad över detta, men efter ett tag bestämde han sig för att hitta gränserna för regnbågsremsan som kom ut ur akvariet. Återigen otur. Han såg igen att linjalen "på något sätt" påverkar regnbågen, men definierar ingen,ingen annan gräns för den framväxande remsan kunde. Omedvetet förstod han perfekt att detta "inte borde vara", men det "var". En linjal applicerad på akvariets yta gav inte skugga i området för regnbågsremsan.
Att följa i fotspåren eller följa exemplet med Galileo
Hans envishet drev honom till byggandet av ett speciellt triangulärt "akvarium" eller ett triangulärt vattenprisma, och han började göra en upptäckt efter den andra. Först såg han till att strålens bredd verkligen inte behövde begränsas och fick en utmärkt regnbåge från strålarna som föll på hela hans prisma. Sedan började han uppleva exakt de smala solstrålarna och upptäckte att det inte fanns någon nedbrytning av ljus inuti vattenprisma. Som en skärm på vilken strålarna föll använde han en smal plastplatta i vit färg, som kunde flyttas inom hela vattenprismans volym. Inuti prismaet var ljuset bara vitt. Detta visade redan att Newtons och Huygens teorier var felaktiga. Men han var rädd för att säga det till och med för sig själv. Kanske, övertygade han sig själv, hela poängen är att allt detta bara verkar för honom,och att de färgade ränderna inte kan ses från utsidan, eftersom ljuset från dem, som kommer ut ur vattnet, på något sätt samlas igen och blir vitt? Men han klistrade vita pappersremsor på akvariets väggar vid den punkt där strålarna föll, växelvis från insidan och utsidan, och såg till att de förblev vita.
Det var nyfiken. Men det viktigaste, var han började, varför han inte kunde hitta gränsen för varken den strömmande ljusremsan eller gränsen för den utgående regnbågen, kunde han inte förstå. Det tog minst tio år, under vilket han upprepade gånger såg en regnbåge skapad av ett vanligt rektangulärt akvarium. Han hade länge glömt bort sina optiska experiment med ett triangulärt akvarium, som samlade damm i garderoben under lång tid, och sedan knäcktes en vägg och kastades bort. Men nej, nej, på en solig dag tog han en linjal eller penna närmare akvariets vägg och varje gång var han övertygad om att de "inte ger en skugga" utan "borde". Lösningen (förklaring till anledningen) kom inte.
Nu är han bara förvånad över detta. Han visste utmärkt att ljus i ett prisma inte sönderfaller. Och han visste att ljuset, efter att ha passerat prismen, visar sig sönderdelas i regnbågens färger. Vad var slutsatsen från detta? Den enda: ljuset sönderdelas vid utgången från prisma. Men han drog inte denna slutsats. Jag gjorde inte ens när jag såg mot solen in i regnbågen från akvariet såg jag gröna, röda, blå nålar stänk från en punkt. Naturligtvis är han, bara en dödlig, förlåtlig. Den stora Galileo, som kände sin första lag bättre än någon annan, och trodde att jorden rör sig runt solen, gissade inte heller på närvaron av (universell) gravitation. Men det ena följer från det andra - utan några mellanliggande slutsatser. Det var bara nödvändigt att tänka på det faktum att jorden av någon anledning rör sig i en cirkel runt solen. På grundval av hans första lag följde det av detta att en viss kraft skulle verka på jorden från solens riktning. Denna lag skulle upptäckas av honom, Galileo. Men han visste inte om det.
Ny kunskap och ny gåta
När Johan Kern avslutade förberedelserna för publiceringen av sin ryska version av boken "Lösningen på de eviga naturens mysterier" gick han plötsligt upp. Ja, han vet inte själv vad som fick honom att besluta. Det återstår bara att säga att det kom av sig själv. Slutsatsen som kunde och borde ha dragits för mer än tio år sedan dök plötsligt utan anledning av sig själv. Han insåg plötsligt att ljuset sönderdelas exakt när det lämnar prisma, och det sönderdelas vid varje punkt på utgångsytan. Divergerande färgade strålar genereras vid varje punkt på utgångsytan. Och det är därför de inte ger en skugga från ett objekt som appliceras på strålens utgångsyta. Och därför ger de inte en skugga från ett föremål som appliceras på solens strålar.
Detta kan tydligt förklaras enligt följande. I 300 år har strålarnas väg i ett prisma representerats, som i följande bild:
Här står w för vitt, r för rött och v för violetta strålar (för enkelhetens skull visas de mellanliggande färgerna i regnbågens spektrum).
Om strålarnas väg verkligen var som visas i figuren, med hjälp av platta 1, rörd längs prismans plan, skulle det vara möjligt att överlappa en del av regnbågens spektrum och bara observera en del av dess färger. Men alla kan kontrollera att detta inte fungerar. När du flyttar platta 1 kan regnbågens färg bara göras blekare (eller helt släckt), men det är omöjligt att uppnå att några av färgerna i spektrumet försvinner.
Baserat på detta enkla experiment kan vi dra slutsatsen att strålarnas väg faktiskt är så här:
Vita strålar w förblir vita inuti prisman, men från varje punkt på det motsatta planet av prismaet kommer röda, orange, gula, gröna, blåa, blåa och violetta strålar ut, var och en av dem i sin egen vinkel (i figuren, bara röda r och violetta v strålar, strålar med de minsta och största avböjningsvinklarna). Som ett resultat kan du med hjälp av platta 1 göra regnbågens färger bleknade, du kan släcka hela regnbågen, men du kan inte släcka någon av regnbågens färger separat. Och det är omöjligt att få en skugga från kanten på den rörliga plattan 1. Och allt detta beror bara på att alla regnbågens färger föds vid varje punkt i det yttre "utgångsplanet".
Om i luften var strålningshastigheterna i olika färger olika, så skulle en sådan strålning kunna förklaras. Men vi vet att hastigheten för alla ljusstrålar i luften är densamma. Därför strider en sådan strålbana mot alla befintliga teorier om ljus. Ljus är varken en våg eller kroppar (partiklar). Absolut oavsett det faktum att det finns många bevis för att ljus har vågegenskaper, kan slutsatsen ovan att ljus varken är en våg eller kropp, ändå inte ändras.
I matematik nämns ofta singularier, dvs. speciella eller märkliga punkter. Prismaets hela utsida är en samling av liknande singelpunkter. Något händer i dem som leder till nedbrytning av ljus till färgkomponenter. Denna process är ett nytt mysterium, "presenterat" för oss i utbyte mot den hittade mer exakta kunskapen om hur nedbrytning av ljus med hjälp av ett prisma uppstår, för kunskapen om hur ett objekt som blockerar ljusstrålarna inte kan ge en skugga.
Denna nya framställning av strålvägen genom ett prisma passar perfekt med bokens titel och borde helt klart ha dekorerat sin experimentella del. Därför avbröts utskriften av boken och beskrivningen av ovanstående öppning inkluderades i den som en bilaga.
Förfining av strålarnas väg i prismaet bör leda till en mer exakt bestämning av brytningsindex och därmed till en mer exakt beräkning av optiska instrument.
Johann Kern. [email protected]