Цветовые опыты ньютона.
В 1704 г. выходит знаменитый труд Исаака Ньютона (1642- .1727) «Оптика», в котором впервые был описан экспериментальный метод исследования цветового зрения. Он называется методом аддитивного смешения цветов, и полученные этим методом результаты положили начало экспериментальной науке о цвете.
Опыты Ньютона описаны во многих руководствах, поэтому мы рассмотрим их только в связи с вопросом о природе цвета. Рис. 1.1 представляет собой схему установки Ньютона и иллюстрирует суть опытов.
Если в качестве экрана 1 взять плотный лист белого картона, то после прохождения солнечного луча через призму на экране отразится обычный линейный цветовой спектр. Для проверки гипотезы, где возникают цветные лучи - в свете или призме,- Ньютон убрал экран 1 и пропустил спектральные лучи на линзу, тсоторая снова собрала их в пучок на экране 2, и этот пучок был такой же бесцветный, как исходный свет.
Таким образом, Ньютон показал, что цвета образуются не призмой, а...! И вот здесь необходимо на минуту остановиться, потому что до сих пор были физические опыты со светом и только здесь начинаются опыты по смешению цветов. Итак, семь цветных лучей, смешанных вместе, дают белый луч, а значит, именно состав света был причиной появления цвета, но куда же они деваются после смешения? Почему, как ни разглядываешь белый свет, в нем нет никакого намека на цветные лучи, из которых он состоит?
Именно этот феномен, который даст возможность сформулировать один из законов смешения цветов, и привел Ньютона к разработке метода смешения цветов. Обратимся снова к рис. 1.1. Поставим вместо сплошного экрана 1 другой экран 1, в котором вырезаны отверстия так, чтобы только часть лучей (два, три или четыре из семи) проходила, а остальные загораживались светонепроницаемыми перегородками. И здесь начинаются чудеса. На экране 2 появляются цвета неизвестно откуда и неизвестно каким образом. Например, мы закрыли путь лучам фиолетовому, голубому, синему, желтому и оранжевому и пропустили зеленый и красный лучи. Однако, пройдя через линзу и дойдя до экрана 2, эти лучи исчезли, но вместо них появился желтый. Если посмотреть на экран 1, мы убеждаемся, что желтый луч задержан этим экраном и не может попасть на экран 2, но тем не менее на экране 2 точно такой же желтый цвет. Откуда он взялся?
Такие же чудеса происходят, если задержать все лучи, кроме голубого и оранжевого. Опять исчезнут исходные лучи, а появится белый свет, такой же, как если бы он состоял не из двух лучей, а из семи. Но самое удивительное явление возникает, если пропустить только крайние лучи спектра - фиолетовый и красный. На экране 2 появляется совершенно новый цвет, которого не было ни среди исходных семи цветов, ни среди их остальных комбинаций,- пурпурный.
Эти поразительные феномены заставили Ньютона внимательно рассмотреть лучи спектра и их разные смеси. Если и мы вглядимся в спектральный ряд, то увидим, что отдельные составляющие спектра не отделяются друг от друга резкой границей, а постепенно переходят друг в друга так, что соседние в спектре лучи кажутся более похожими друг на друга, чем дальние. И здесь Ньютон открыл еще один феномен.
Оказывается, для крайнего фиолетового луча спектра наиболее близкими по цвету являются не только синий, но и неспектральный пурпурный. И этот же пурпурный вместе с оранжевым составляет пару соседних цветов для крайнего красного луча спектра. То есть если расположить цвета спектра и смеси в соответствии с их воспринимаемым сходством, то они образуют не линию, как спектр, а замкнутый круг (рис. 1.2), так что наиболее разные по положению в спектре излучения, т. е. наиболее различающиеся физически лучи, окажутся очень близкими по цвету.
Это означало, что физическая структура спектра и цветовая структура ощущений совершенно разные явления. И это был главный вывод, который Ньютон сделал из своих опытов в «Оптике»
«Когда я говорю о свете и лучах как о цветных или вызывающих цвета, следует понимать, что я говорю не в философском смысле, а так, как говорят об этих понятиях простые люди. По-существу же лучи не являются цветными; в них нет ничего, кроме определенной способности и предрасположения вызывать ощущение того или иного цвета. Так же как звук... в любом звучащем теле есть не что иное, как движение, которое органами чувств воспринимается в виде звука, так и цвет предмета есть не что иное, как предрасположение отражать тот или иной вид лучей в большей степени, чем остальные, цвет лучей - это их предрасположение тем или иным способом воздействовать на органы чувств, а их ощущение принимает форму цветов» (Ньютон, 1704).
Рассматривая взаимоотношение между разными по физическому составу лучами света и вызываемыми ими цветовыми ощущениями, Ньютон первый понял, что цвет есть атрибут восприятия, для которого нужен наблюдатель, способный воспринять лучи света и интерпретировать их как цвета. Сам свет окрашен не больше, чем радиоволны или рентгеновские лучи.
Таким образом, Ньютон первый экспериментально доказал, что цвет - это свойство нашего восприятия, и природа его в устройстве органов чувств, способных интерпретировать определенным образом воздействие электромагнитных излучений.
Поскольку Ньютон был сторонником корпускулярной теории света, он полагал, что преобразование электромагнитных излучений в цвета осуществляется путем вибрации нервных волокон, так, что» определенное сочетание вибраций различных волокон вызывает в мозге определенное ощущение цвета.
Сейчас мы знаем, что Ньютон ошибся, предположив резонансный механизм генерации цвета (в отличие от слуха, где первый этап преобразования механических колебаний в звук осуществляется именно резонансным механизмом, цветовое зрение устроено принципиально иначе), на для нас более важно другое, то, что Ньютон впервые выделил специфическую триаду: физическое излучение - физиологический механизм - психический феномен, в которой цвет определяется взаимодействием физиологического и психологического уровней. Поэтому мы можем назвать точку зрения Ньютона идеей о психофизиологической природе цвета.
«Законы Ньютона» - Первый закон Ньютона называют законом инерции. Законы Ньютона. Если два тела взаимодействуют друг с другом, то ускорения этих тел обратно пропорциональны их массам. Первый закон Ньютона. Количественное действие одного тела на другое выражается величиной, называемой силой. Системы отсчета, относительно которых тела движутся с постоянной скоростью, называются инерциальными.
«Глаза» - Верно ли выражение «Ночью все кошки серы»? Какие глаза на свете самые удивительные? В чем сходство глаза и фотоаппарата? Почему кошки отлично видят в темноте? Кто и как помогает вернуть поврежденное или утраченное зрение? Почему у пчелы цветное зрение, а у собаки – нет? Всегда ли наши глаза говорят нам правду?
«Три закона Ньютона» - Закрепление изученного. Проверка домашнего задания. ?? закон Ньютона. Изучение нового материала. Особенности??? закона Ньютона: ??? закон Ньютона. I закон Ньютона. Три закона Ньютона. Особенности?? закона Ньютона: Каждая группа по очереди отвечает на вопросы. Найди картинку к своему закону и объясни свой выбор.
«Законы динамики Ньютона» - Законы ньютона. Глава 2. КЛАССИЧЕСКАЯ ДИНАМИКА. 2.3. Второй закон Ньютона. Для системы из двух материальных точек p = p1 + p2 = m1v1 + m2v2. Такая система отсчета называется инерциальной. Классическая динамика. ЗАКОНЫ НЬЮТОНА 2.1. Введение. Соотношение ma = Fрез предполагает аддитивность масс и векторный закон сложения сил.
«Закон всемирного тяготения» - Исаак Ньютон. Гравитация. Скорость падающих тел. Ученый увлекался также теологией и алхимией. Ньютон вычислил дату конца света. По второму закону Ньютона причиной изменения движения, т.е. причиной ускорения тел, является сила. Люди при падении с высоты чаще ломают ноги или руки, а также разбивают черепа.
«1 2 3 законы Ньютона» - Частные случаи применения первого закона Ньютона. Другая формулировка (для решения задач): Первый закон Ньютона. Понятие силы как меры взаимодействия. Если силы не уравновешивают друг друга, то тело будет двигаться с ускорением в соответствии со вторым законом Ньютона. Количественная мера действия тел друг на друга называется силой.
Математик и астроном, алхимик и детектив - за долгую жизнь Ньютон успел проявить себя в разных областях, да так, что о нем стали рассказывать легенды. «Вокруг света» разобрался, правда ли, что… Исаак Ньютон. Копия портрета, написанного Годфри Кнеллером в 1689 году
Ученый сформулировал закон всемирного тяготения, когда ему на голову упало яблоко
Нет. Наблюдение за падающим фруктом, возможно, имело место, но голова мыслителя при этом не пострадала. Престарелый Ньютон рассказал другу и биографу Уильяму Стьюкли, что когда-то пришел к мысли о распространяющейся на всю Вселенную силе тяготения, сидя в саду и глядя на сорвавшееся с ветки яблоко.
Родное поместье Ньютона Вулсторп, где, как считается, ученый созерцал знаменитое яблоко
Природой тяжести интересовались в 1660-е годы многие ученые. Теория не могла сформироваться одномоментно, на это Ньютону потребовалось примерно два десятка лет. «История с яблоком слишком проста», - утверждал немецкий математик Карл Фридрих Гаусс, полагавший, что Ньютон придумал эту байку, желая отвязаться от любопытствующих профанов.Ньютон родился таким маленьким, что его можно было выкупать в пивной кружке объемом в одну кварту, или 1,1 литра
Возможно. По крайней мере, так рассказывала его мать Анна Эйскоу. Мальчик появился на свет раньше срока, был очень слаб, и домочадцы опасались, что он долго не протянет. Однако Ньютон прожил 84 года.
Ньютон был алхимиком
Да. Он надолго забрасывал занятия математикой и физикой ради экспериментов в алхимической лаборатории, собрал около сотни книг на эту тему, сам исписал тысячи страниц заметками в ходе опытов. В эпоху неутвердившихся границ между наукой и суеверием Ньютон, подобно многим современникам, искал философский камень и секрет получения золота из других металлов.
Нет. Эта сплетня осталась в веках стараниями одного из самых влиятельных мыслителей XVIII столетия Вольтера, который в «Философских письмах» выразился так: «Исаак Ньютон имел довольно хорошенькую племянницу, прозванную мадам Кондуитт. Она очень нравилась великому казначею Галифаксу. Исчисление бесконечно малых и гравитация ничего не дали бы Ньютону, не будь у него красивой племянницы». На самом деле Ньютон пригласил Кэтрин Бартон, будущую Кондуитт, в Лондон в 1696 году, как раз после того, как получил должность смотрителя и перебрался в столицу. С лордом Галифаксом девушка познакомилась в 1703 году. К тому времени Ньютона уже повысили до главного управляющего Монетным двором.
Ньютон был членом парламента, но выступил всего один раз - с просьбой закрыть окно
Нет. Общепризнано, что это легенда. В протоколах собраний палаты общин, куда Ньютон был избран депутатом от Кембриджа в 1689 и 1701 годах, нет упоминаний ни об одном его выступлении. Впрочем, ученый активно участвовал в голосованиях и подробно рассказывал обо всем, что происходит на заседаниях, в письмах к вице- канцлеру Кембриджского университета.
Изображение герба Ньютона, созданного ученым собственноручно, над входом его дома в Вулсторпе
Ньютона посвятили в рыцари за заслуги в науке
Нет. Как гениальный физик и математик Ньютон прославился еще при жизни, но королева Анна даровала ему рыцарское звание не по этому поводу. И даже не за эффективное руководство Монетным двором, благодаря чему кризис, связанный с нехваткой в стране денег нового образца, преодолели в сжатые сроки. Королева посвятила подданного в рыцари перед парламентскими выборами 1705 года, чтобы продемонстрировать поддержку партии вигов, от которой Ньютон выставлял свою кандидатуру. Одобрение вигов нужно было королевской чете для продолжения Войны за испанское наследство. Впрочем, выборы Ньютон проиграл.
Второе издание «Математических начал натуральной философии» Ньютон послал в подарок Петру Великому
Ньютон консультировал Петра Великого
Вероятно. Молодой русский царь посетил Англию в 1698 году и интересовался в этой стране всем, от астрономии до государственного устройства. Шесть раз он был на Монетном дворе, которым тогда руководил Исаак Ньютон. Прямых свидетельств о встрече ученого с монархом нет, но сохранилась записка к Ньютону подчиненного: «...завтра сюда между двенадцатью и часом намеревается прибыть царь. Думаю, что обязан сообщить Вам о том, что он, по-видимому, ожидает увидеть здесь Вас».
Пророк Даниил. Витраж в Кафедральном соборе Брюсселя
Ученый пытался расшифровать Библию
Да. Например, Ньютон трактовал видения пророка Даниила как иносказательное изложение политической и церковной истории. На основании своих вычислений библейской хронологии ученый, помимо прочего, в конце жизни предположил, что второе пришествие Христа и Страшный суд состоятся не ранее 2060 года.
Ньютон изобрел дверцу для кошек во входной двери
Нет. В XIX веке бытовал анекдот: Ньютон якобы завел кошку и вырезал в двери лаз, чтобы она ходила на улицу и обратно, не отвлекая ученого. В действительности нет никаких свидетельств, что Ньютон когда-либо держал у себя домашних животных, а отверстия для кошек в дверях вырезали за столетия до него. Такой лаз упомянут в поэме «Кентерберийские рассказы» Джеффри Чосера (XIV век).
Ради науки Ньютон воткнул себе шило в глаз
Да. Точнее, между костью и глазным яблоком, чтобы выяснить, как механическое воздействие влияет на зрение. Сохранилось подробное описание этого опыта с рисунком, сделанное Ньютоном.
Холм Тайберн - традиционное место публичных казней в Лондоне. Гравюра 1760 года
Великий физик разоблачил и отправил на казнь самого хитрого фальшивомонетчика Британии
Да. Когда ученый только получил должность смотрителя Монетного двора, некто Уильям Шалонер в письмах в казначейство и парламент нещадно раскритиковал вверенное Ньютону учреждение. Шалонер утверждал, что может гораздо лучше тамошних чиновников усовершенствовать метод чеканки монет и защитить деньги от подделок, если его допустят к руководству Монетным двором. Ньютон насторожился, провел тщательное расследование и выяснил, что «рационализатор» - на самом деле аферист и искусный фальшивомонетчик, неоднократно подделывавший британские и иностранные деньги. Ученый убедительно доказал это в суде, и Шалонера казнили. В дальнейшем Ньютон помог выявить и отдать под суд около сотни фальшивомонетчиков.