§ 160. Основное открытие Ньютона в оптике

Ньютон обратился к исследованию цветов, наблюдаемых при преломлении света, в связи с попытками усовершенствования телескопов. Стремясь получить линзы возможно лучшего качества, Ньютон убедился, что главным недостатком изображений является наличие окрашенных краев. Как известно, это обстоятельство заставило его начать строить телескопы с зеркалом (рефлекторы) (§ 119). Исследуя окрашивание при преломлении, Ньютон сделал свои величайшие оптические открытия.

Сущность открытий Ньютона поясняется следующими опытами (рис. 309). Свет от фонаря освещает узкое отверстие  (щель). При помощи линзы , изображение щели получается на экране  в виде короткого белого прямоугольника . Поместив на пути лучей призму , ребро которой параллельно щели, обнаружим, что изображение щели сместится и превратится в окрашенную полоску, переходы цветов в которой от красного к фиолетовому подобны наблюдаемым в радуге. Это радужное изображение Ньютон назвал спектром (рис. 310).

Рис. 309. Схема основного опыта Ньютона по дисперсии света. Расстояние от экрана до призмы достаточно велико, чтобы можно было различать отдельные цветные полосы

Рис. 310. Опыт Ньютона — разложение солнечного света. По рисунку академика Крафта, хранящемуся в кунсткамере Академии наук (XVIII век)

Если прикрыть щель цветным стеклом, т. е. если направлять на призму вместо белого света цветной, изображение щели сведется к цветному прямоугольнику, располагающемуся на соответствующем месте спектра, т. е. в зависимости от цвета свет будет отклоняться на различные углы от первоначального изображения .Описанное наблюдение показывает, что лучи разного цвета различно преломляются призмой.

Это важное заключение Ньютон проверил многими опытами. Важнейший из них состоял в определении показателя преломления лучей различного цвета, выделенных из спектра. Для этой цели в экране  (рис. 309), на котором получается спектр, прорезалось отверстие; перемещая экран, можно было выпустить через отверстие узкий пучок лучей того или иного цвета. Такой способ выделения однородных лучей более совершенен, чем выделение при помощи цветного стекла. Опыты обнаружили, что такой выделенный пучок, преломляясь во второй призме, уже не растягивается в полоску. Такому пучку соответствует определенный показатель преломления, значение которого зависит от цвета выделенного пучка.