(Newton crédulo, ou como a luz é decomposta por um prisma)
Não há gente mais crédula, menos observadora e com pior memória do que o sorriso dos (grandes) físicos. Quando Galileu começou a estudar experimentalmente as leis da mecânica, com base em seus experimentos, ele teve que virar de cabeça para baixo muitas das opiniões dos grandes gregos antigos. Mas não se deve pensar que isso não é mais possível em nossos dias. Os grandes cometeram erros e continuam cometendo erros. E as Galiléias recém-formadas cometem erros exatamente onde menos se espera.
Poucos fatos esquecidos
O jovem Newton certa vez observou a decomposição dos raios do sol com um prisma. Ao fazer isso, ele usou os raios que caem pela abertura no telhado. Desde então, todos têm assegurado que a decomposição só pode ser obtida com a ajuda de um estreito feixe de luz. Qualquer professor de física irá confirmar isso para você. Milhões de pessoas, incluindo professores, têm observado a decomposição da luz em seu lazer em um aquário comum, onde não há limitação de largura do feixe de luz, mas, no entanto, aparece um excelente "arco-íris". Claro, ninguém percebe que isso é contrário aos livros didáticos.
Newton, como você sabe, era um defensor da teoria corpuscular da luz (um corpúsculo é, em russo, uma partícula). Havia algumas falhas em sua teoria, e alguém Huygens (Christian, 1629-1695) o contornou na curva, atribuindo propriedades de onda à luz.
Segundo Newton e Huygens, a luz deveria ter se decomposto precisamente dentro do prisma, o que significa que em um dia de sol em águas rasas do mar, com ondas leves de água, deve-se observar no fundo, senão arco-íris, pelo menos listras coloridas. De fato, faixas de concentração de luz são observadas, mas brancas, não coloridas.
Quando demonstram a decomposição da luz por um prisma, todos os demonstradores sabem que uma faixa de arco-íris só pode ser obtida a uma certa distância do prisma, próximo a ele, uma faixa de luz no meio é branca, apenas suas bordas são coloridas. Isso contradiz a teoria, mas ninguém nota essa contradição.
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Os raios não dão sombra ?
No início dos anos 90, o futuro autor da monografia "A Solução para os Mistérios Eternos da Natureza" (Johann Kern. A Solução para os Mistérios Eternos da Natureza, São Petersburgo, Editora da Universidade Politécnica, 2010, [email protected]) viu por acaso uma faixa de arco-íris (arco-íris) de um aquário. Por alguma razão desconhecida, ele queria determinar a largura da faixa de luz que entrava, formando uma faixa de arco-íris atrás do aquário. Ele se armou com uma régua e começou a trabalhar rapidamente. Muito rapidamente, ele percebeu que a régua de alguma forma afetou o arco-íris. Mas ele não conseguiu determinar a posição da borda da régua correspondendo a uma ou a outra borda da faixa de luz que forma um arco-íris. Ele ficou um tanto intrigado com isso, mas depois de um tempo decidiu descobrir os limites da faixa do arco-íris saindo do aquário. De novo azar. Ele novamente viu que o governante "de alguma forma" afeta o arco-íris, mas não define nenhum,nenhuma outra borda da faixa emergente poderia. Subconscientemente, ele entendeu perfeitamente que isso "não deveria ser", mas "era". Uma régua aplicada na superfície do aquário não deu sombra na área da faixa do arco-íris.
Seguindo os passos ou seguindo o exemplo de Galileu
Sua teimosia o levou a construir um "aquário" triangular especial ou prisma triangular de água, e ele começou a fazer uma descoberta após a outra. Primeiro, ele se certificou de que a largura do feixe realmente não precisava ser limitada e obteve um excelente arco-íris com os raios que incidiam sobre toda a parede de seu prisma de água. Então ele começou a sentir precisamente os estreitos raios de sol e descobriu que não havia decomposição de luz dentro do prisma de água. Como tela sobre a qual os raios incidiam, ele utilizou uma estreita placa de plástico de cor branca, que poderia ser movida dentro de todo o volume do prisma d'água. Dentro do prisma, a luz era apenas branca. Isso já indicava que as teorias de Newton e Huygens estavam erradas. Mas ele estava com medo de dizer isso até para si mesmo. Talvez, ele se convenceu, a questão toda é que tudo isso só parece para ele,e que as listras coloridas não podem ser vistas de fora, já que a luz delas, saindo da água, de alguma forma se acumula novamente e se torna branca? Mas ele colou tiras brancas de papel nas paredes de seu aquário no ponto onde os raios caíam, alternadamente de dentro e de fora, e se certificou de que permanecessem brancas.
Foi curioso. Mas a coisa mais importante, onde ele começou, por que ele não conseguia encontrar a borda nem da faixa de luz que entrava, nem a borda do arco-íris que saía, ele não conseguia entender. Demorou pelo menos 10 anos, durante os quais ele viu repetidamente um arco-íris criado por um aquário retangular comum. Ele havia muito se esquecido de seus experimentos ópticos com um aquário triangular, que acumulava poeira no armário por um longo tempo, e então uma parede rachou e foi jogada fora. Mas não, não, num dia de sol, ele aproximava uma régua ou lápis da parede do aquário, e toda vez se convencia que eles "não dão sombra", mas "deveriam". A solução (explicação do motivo) não veio.
Agora ele está apenas surpreso com isso. Ele sabia muito bem que a luz dentro de um prisma não se decompõe. E ele sabia que a luz, tendo passado o prisma, acabou se decompondo nas cores do arco-íris. Qual foi a conclusão disso? O único: a luz se decompõe na saída do prisma. Mas ele não tirou essa conclusão. Nem mesmo quando, olhando para o sol no arco-íris do aquário, vi agulhas verdes, vermelhas e azuis espirrando de um ponto. Claro, ele, um mero mortal, é perdoável. O grande Galileu, que conhecia sua primeira lei melhor do que ninguém e acreditava que a Terra gira em torno do Sol, também não sabia da presença da gravitação (universal). Mas um segue do outro - sem quaisquer conclusões intermediárias. Bastou pensar no fato de que a Terra, por algum motivo, se move em um círculo ao redor do sol. Com base em sua Primeira Lei, seguiu-se disso que uma certa força deve agir na Terra na direção do Sol. Essa lei seria descoberta por ele, Galileu. Mas ele não sabia disso.
Novo conhecimento e novo enigma
Quando Johan Kern estava terminando os preparativos para a publicação de sua versão russa do livro "A Solução para os Mistérios Eternos da Natureza", ele de repente amanheceu. Sim, ele mesmo não sabe o que o levou a decidir. Resta dizer que veio por si mesmo. A conclusão que poderia e deveria ter sido tirada há mais de dez anos apareceu repentinamente sem motivo, por si só. De repente, ele percebeu que a luz se decompõe exatamente quando sai do prisma e se decompõe em todos os pontos da superfície de saída. Raios coloridos divergentes são gerados em cada ponto da superfície de saída. E é por isso que eles não fornecem uma sombra de um objeto aplicado à superfície de saída dos raios. E, portanto, eles não dão uma sombra de um objeto aplicado à superfície de entrada dos raios solares.
Isso pode ser explicado claramente da seguinte maneira. Por 300 anos, o caminho dos raios em um prisma foi representado como na figura a seguir:
Aqui w significa branco, r significa vermelho ev para os raios violeta (para simplificar, as cores intermediárias do espectro do arco-íris não são mostradas).
Se a trajetória dos raios realmente fosse como mostrado na figura, então com a ajuda da placa 1, movida ao longo do plano do prisma, seria possível sobrepor uma parte do espectro do arco-íris e observar apenas uma parte de suas cores. No entanto, todos podem verificar se isso não funciona. Ao mover a placa 1, a cor do arco-íris só pode ficar mais desbotada (ou completamente extinta), mas é impossível fazer com que algumas das cores do espectro desapareçam.
Com base neste experimento simples, podemos concluir que o caminho dos raios é realmente assim:
Os raios brancos w permanecem brancos dentro do prisma, mas os raios vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, azul e violeta emergem de cada ponto no plano oposto do prisma, e cada um deles em seu próprio ângulo (apenas vermelho r e violeta v raios, raios com os menores e maiores ângulos de deflexão). Como resultado, com a ajuda da placa 1, você pode tornar as cores do arco-íris mais desbotadas, você pode extinguir o arco-íris inteiro, mas não pode extinguir nenhuma das cores do arco-íris separadamente. E é impossível obter uma sombra da borda da placa móvel 1. E tudo isso só se deve ao fato de que todas as cores do arco-íris nascem em cada ponto do plano externo de "saída".
Se no ar as velocidades dos raios de cores diferentes fossem diferentes, então tal curso de raios poderia ser explicado. Mas sabemos que a velocidade de todos os raios de luz no ar é a mesma. Portanto, tal caminho de raios contradiz todas as teorias de luz existentes. A luz não é uma onda nem corpúsculos (partículas). Absolutamente independentemente do fato de haver muitas evidências de que a luz tem propriedades de onda, a conclusão feita acima de que a luz não é uma onda e nem os corpúsculos ainda podem ser alterados.
Em matemática, os singulares são frequentemente mencionados, ou seja, pontos especiais ou peculiares. Toda a superfície de saída do prisma é uma coleção de pontos singulares semelhantes. Algo acontece neles que leva à decomposição da luz em componentes de cor. Este processo é um novo mistério, "apresentado" a nós em troca do conhecimento mais preciso de como ocorre a decomposição da luz com o auxílio de um prisma, pelo conhecimento de como um objeto bloqueando os raios de luz não pode dar sombra.
Esta nova representação do caminho do raio através de um prisma se encaixa perfeitamente com o título do livro, e claramente deveria decorar sua parte experimental. Portanto, a impressão do livro foi suspensa e a descrição da abertura acima foi incluída nele como um apêndice.
O refinamento do caminho dos raios no prisma deve levar a uma determinação mais precisa do índice de refração e, portanto, a um cálculo mais preciso dos instrumentos ópticos.
Johann Kern. [email protected]
