Юнг - О природе света и цветов

КУРС ЛЕКЦИЙ ПО НАТУРАЛЬНОЙ ФИЛОСОФИИ И МЕХАНИЧЕСКИМ РЕМЕСЛАМ

Лекция XXXIX

О природе света и цветов

<...> Если предположить, что свет любого данного цвета состоит из волнообразных движений данной ширины или данной частоты, то эти волнообразные движения должны подчиняться закономерностям, уже исследованным нами для волн на воде и пульсаций звука. Было показано, что для двух равных рядов волн, происходящих из центров, расположенных поблизости один от другого, можно видеть, как в определенных точках они разрушают действия друг друга, а в других точках — удваивают их. На основе сходного взаимодействия были объяснены и биения двух звуков. Теперь мы применим те же принципы к чередующимся соединению и гашению цветов.Дабы действия двух частей света могли складываться таким образом, необходимо, чтобы эти части исходили из одного источника и достигали одной и той же точки разными путями, но по направлениям, не слишком отличающимся между собой.

Эти различия [в путях] могут создаться либо в одной, либо в обеих частях [света] с помощью дифракции, отражения, преломления или посредством комбинации этих эффектов. Однако простейшим, по-видимому, является случай, когда пучок однородного света падает на экран¹, имеющий два очень маленьких отверстия или две щели, которые могут рассматриваться как центры расхождения, откуда свет идет во всех направлениях. В этом случае, когда два вновь образованных пучка воспринимаются на поверхности, расположенной так, чтобы пересекать их, свет пучков разделяется темными полосами на части приблизительно равные, но которые становятся шире, когда поверхность удаляется от отверстий, как будто на всех расстояниях от отверстий они стягивают очень близкие но величине углы, и эти части становятся шире в той же пропорции, в какой отверстия располагаются ближе друг к другу. Середина двух частей всегда светлая, и яркие полосы с каждой из сторон находятся на таких расстояниях, "то свет, приходящий к ним от одного из отверстий, должен пройти больший путь, чем свет, приходящий от другого, на отрезок, который равен ширине одного, двух, трех или большего числа предполагаемых волнообразных движений, в то время как промежуточные темные области соответствуют разности в половину [ширины] предполагаемых волнообразных движений, в полтора, два с половиной волнообразных движения или более.  

Из сравнения различных экспериментов представляется, что ширина волнообразных движений, составляющих крайний красный свет, должна считаться равной в воздухе около одной 36-тысячной дюйма, а волнообразных движений, составляющих крайний фиолетовый свет, - около одной 60-тысячной; средняя [ширина] по всему спектру с учетом интенсивности света равна примерно 45-тысячной [дюйма]. Из этих величин следует, если вести расчеты по известной скорости света, что за одну секунду в глаз должны попадать почти 500 миллионов миллионов самых медленных из таких колебаний. Комбинация двух частей белого, или смешанного, света, когда она рассматривается на большом расстоянии, дает несколько белых и черных полос, соответствующих этому интервалу. При более внимательном рассмотрении оказывается, что складываются вместе отчетливые эффекты бесконечного числа полос различной ширины, так что создается красивое разнообразие оттенков, постепенно переходящих один в другой. Центральная белизна сначала сменяется желтизной, а затем темно-желтым цветом, за которым следует темно-красный, синий и голубой, которые оба кажутся, если смотреть с большого расстояния, темной полосой. Затем появляется зеленый цвет и за ним - темная область, имеющая темно-красный оттенок. Следующие светлые области все более или менее зеленоватые, а темные - пурпурные и красноватые. Красный цвет, по-видимому, настолько доминирует во всех этих эффектах, что красные или пурпурные полосы занимают почти то же место в смешанных полосах, как если бы их свет воспринимался отдельно.

Сравнение результатов этой теории с данными экспериментов полностью устанавливает их общее совпадение; оно, однако, указывает на небольшие поправки в части измерений, вызванные какой-то неизвестной причиной, возможно, связанной с внутренней природой дифракции, которая постоянно заставляет части света, проходящие в направлении, очень близком к прямолинейному, делиться на полосы или зоны, немного более широкие, чем внешние полосы, образованные светом, изгибающимся сильнее. <...>

КОММЕНТАРИИ:

Перевод с английского выполнен С. Р. Филоновичем. Отрывок взят из издания: Young Т. A course of lectures on natural philosophy and mechanical arts. London, 1807, vol. 1.  

¹ Отметим, что у Юнга ничего не говорится о способе формирования пучка света, падающего на две щели. Ясно, что без узкой щели — источника — невозможно добиться высокой пространственной когерентности излучения, необходимой для наблюдения интерференционной картины. Это дало основание некоторым историкам науки предположить, что Юнг лишь “придумал” опыт, но сам его не проводил; другие историки считают, что это предположение вряд ли справедливо (см. [3, р. 138]).