Forside Søgning Liste

En ny teori om lys og farver


Af Isaac Newton
6. februar 1672

Dette er en oversættelse af Newtons første publikation, skrevet mens han var professor i matematik ved Universitetet i Cambridge. Artiklen indeholder hans nye teori om lys og farver, oversat fra engelsk til dansk. Det bliver forklaret at lys ikke er homogent, men består af forskelligartede stråler, hvoraf nogle bliver brudt mere end andre. Det bekræftes, at farver ikke er egenskaber ved lys fremkommet ved reflektion af lys fra forskellige objekter, som man generelt havde troet tidligere, men originale og medfødte egenskaber ved lys, som i forskellige stråler er forskellige. Adskillige observationer og eksperimenter bliver brugt til at underbygge denne teori. Den blev oprindelig publiceret 19. februar 1672 in Philos. Trans. R. Soc. London, no.80, 3075-3087.

Artiklen er formet som et brev fra Mr. Isaac Newton, professor i matematik ved Universitetet i Cambridge. Det handler om hans nye teori om lys og farver. Det blev sendt fra fra Cambridge af forfatteren til trykkeren den 6. februar 1672 for at blive meddelt til The Royal Society.

NEWTONS ARTIKEL KOMMENTARER
SIR, for at opfylde mit seneste løfte til Dem vil jeg hermed uden videre ceromoni meddele Dem, at i begyndeksen af Året 1666, på et tidspunkt hvor jeg arbejdede med at slibe optiske glas med former, der ikke er en del af en kugle, anskaffede jeg mig et trekantet glasprisme for med det at se det berømte farvefænomen. For at opnå dette havde jeg mørkelagt mit værelse og lavet et lille hul i mine vinduesskodder for at lade en passende mængde lys komme ind. Derefter placerede jeg mit prisme, der hvor lyset kom ind, så det kunne blive brudt og ramme den modsatte væg. Det var i første omgang en meget behagelig oplevelse at se de levende og intense farver, der derved fremkom. Men efter at jeg et stykke tid havde betragtet det mere grundigt, blev jeg forbavset over at se, lyspletten havde en aflang form. Ud fra den gældende brydningslovlov havde jeg forventet, at lyspletten skulle være cirkelrund.

Lyspletten var begrænset til siderne af rette linjestykker, men foroven og forneden var lysets aftagen så gradvis, at det var svært at bestemme præcist, hvad formen var, men den så ud til at være halvcirkelformet.

Optiske glas er linser. Det, Newton så, er vist på billedet.
Når jeg sammenlignede længden af dette farvede spektrum med bredden, så fandt jeg ud af, at den var ca 5 gange så stor. Denne uventede form vakte min interesse, så jeg blev mere end almindelig nysgerrig efter at se, hvad der kunne være årsagen. Jeg kunne næppe tro, at prismets varierende tykkelse eller afslutningen med skygge eller mørke kunne forårsage denne effekt. Men jeg mente ikke, at det var uvæsentligt først at undersøge disse omstændigheder, og derfor prøvede jeg at lade lyser passere prismet på steder med forskellige tykkelse. Jeg prøvede også at lade lyset gå gennem huller i skodderne af forskellig størrelse, og jeg prøvede at placere prismet lige uden for hullet: Men jeg fandt, at ingen af disse omstændigheder spillede nogen rolle. Formen på lyspletten var i alle disse tilfælde den samme. Den kursiverede sætning er uklar fra Newtons hånd. Herunder viser vi den engelske tekst:
"...or the termination with shadow or darkness, could have any Influence on light to produce such an effect;..."
Derefter fik jeg mistanke om, at det kunne være en ujævnhed i prismets glas eller en anden tilfældig uregelmæssighed, som var årsag til spektrets forlængelse. For at undersøge dette, tog jeg et andet prisme, magen til det forrige og placerede det sådan, at lyset, når det gik gennem begge prismer, blev brudt hver sin vej. Lyset ville så af det andet prisme blive bragt tilbage til den retning, fra hvilken det første prisme havde afbøjet det. På den måde, tænkte jeg, ville regelmæssige egenskaber ved det første prisme blive ophævet af det andet. Men de uregelmæssige egenskaber ville blive forstørret på grund af mangfoldigheden af brydninger. Resultatet blev, at lys som af det første prisme blev spredt til en aflang form, af det andet prisme blev reduceret til en cirkelrund form med lige så megen regelmæssighed, som hvis det slet ikke havde passeret prismerne. Så hvad der end var årsagen spektrets længde, var det ikke en tilfældig uregelmæssighed. Her udelukkes det, at plettens form kan skyldes uregelmæssigheder i det glas, som prismet var lavet af.
Derefter fortsatte jeg mere kritisk med at undersøge, hvad der kunne være konsekvensen af, at strålerne kom fra forskellige dele af Solen. For at finde ud af dette målte jeg de forskellige afstande og vinkler, der hørte til spektret. Spektrets afstand fra hullet eller prismet var 22 fod, dets største længde var 13 1/4 tomme, bredden var 2 5/8 tomme og hullets diameter var 1/4 tomme. Den vinkel, som strålerne i retning af midten af spektret dannede med de linjer, som de ville have fulgt uden brydning, var 44°56´. Prismets lodrette vinkel var 63°12´. Brydningen på begge sider af prismet, dvs vinklen mellem de indfaldende og de brudte stråler, var så tæt jeg kunne gøre dem ens, nemlig 54°4´. Og strålerne faldt ind vinkelret på væggen. Hvis jeg nu fratrækker hullets diameter fra længden og bredden af spektret, så er der tilovers 13 tommer af længden og 2 3/8 tommer af bredden. Vinklen mellem de yderste stråler, som passerer gennem hullets centrum, var ca 31´, hvad der svarer til Solens diameter. Men den vinkel, som spektrets længde spændte over, var mere end 5 sådanne diametre, nemlig 2°49´.
Der er 31´ ≅ ½ grad mellem en stråle fra Solens øverste punkt til en stråle fra Solens nederste punkt. Ifølge brydningsloven vil denne vinkel (ca.) bevares efter brydning i prismet. Pletten på væggen burde derfor, set fra prismet, være en cirkel med en diameter på ½°. Men plettens højde er 5 gange så stor som bredden, og det undrede Newton.
En engelsk fod er 30 cm og en engelsk tomme er 25 mm. 1´, (1 minut) er 1/60 grad
Efter at have gjort disse observationer, beregnede jeg først ud fra dem brydningsforholdet for det glas, prismet var lavet af. Jeg fandt at forholdet mellem sinusserne var 20 til 31. Og ved hjælp af dette forhold beregnede jeg brydningerne af to stråler lys fra modsatte sider af solskiven; der var 31´ mellem dem. Jeg fandt ud af, at de brudte stråler burde danne en vinkel på 31´, som strålerne gjorde, inden de blev brudt af prismet.

Denne beregning byggede på teorien om, at sinus til indfaldsvinklen og sinus til udfaldsvinklen er proportionale. Jeg kunne ikke gennem mine egne efaringer forestille mig så stor en fejl som kun ville gøre vinklen til 31´ når den i realiteten var 2°49´. Min nysgerrighed fik mig til igen at tage mit prisme. Jeg placerede det som før, og jeg observerede, at når jeg drejede det lidt frem og tilbage omkring dets akse for at variere brydningsvinklen mere end 4 eller 5°, så blev farverne ikke nævneværdigt flyttet fra deres sted på væggen. Dvs at ved variationen af indfaldsvinklen, så blev størrelsen af brydningen heller ikke nævneværdig ændret. Derfor var det klart, at dette eksperiment såvel som de tidligere beregninger viste, at forskellen i strålernes indfaldsvinkel, når de kom fra forskellige dele af Solen, ikke efter brydningen kunne få dem til at afvige i en nævneværdigt større vinkel. Den kunne højst være omkring 31´ eller 32´. Jeg manglede stadig at finde ud af, hvorfor den så kunne være 2°49´.

Du kan læse om brydningsloven under 1621 Snell.
Så begyndte jeg at få mistanke om, at strålerne efter at de havde passeret prismet, bevægede sig i krumme baner. Derfor ville de kunne nå frem til forskellige dele af væggen, afhængigt af deres større eller mindre grad af krumhed. Og det forøgede min mistanke, da jeg huskede, at jeg ofte havde set en tennisbold, når den blev ramt af en skråtstillet ketsjer, beskrive sådan en krum linje. Vi tænker os, at en cirkulær såvel som fremadskridende bevægelse tildeles bolden. Så vil den del af bolden, hvor bevægelsen rammer, presse og trykke den omgivende luft mere voldsomt end den anden side vil. På denne anden side vil der opstå en modstand og en reaktion fra luften, der er proportionalt større. Og af den samme grund så skulle lysstrålerne, hvis de var kugleformede partikler, der bevægede sig skråt fra et medium til et andet, få en cirkelformet bevægelse. Og de skulle også føle større modstand fra den omgivende æter, på den side hvor bevægelserne virker sammen. Og derfor ville de hele tiden blive bøjet til den anden side. Men på trods af denne plausible grund til mistanken, skete der det, at da jeg undersøgte det nærmere, kunne jeg ikke observere nogen krumhed i lysstrålerne. Og herudover (hvad der var nok til mit formål) observerede jeg, at forskellen mellem længden af spektret og diameteren af det hul, som lyset kom ind gennem, var proportional med deres afstand. Her udelukker Newton, at det aflange spektrum kan skyldes, at lysstrålerne bevæger sig i krumme baner. I argumentet brugte Newton en tennisbold, så det spil kendtes på hans tid.

Den gradvise forkastelse af disse mistanker førte mig til sidst til det afgørende forsøg ("experimentum crucis"), som var følgende: Jeg tog to plader, og placerede en af dem bag ved prismet, ved vinduet, så lyset kunne passere gennem et lille hul lavet til dette formål. Så kunne lyset falde på den anden plade, som jeg placerede i omkring 12 fods afstand. Først havde jeg lavet et lille hul også i denne plade, så noget af det indfaldende lys kunne gå gennem det. Så placerede jeg et andet prisme bag ved denne anden plade, så lyset, der var gået igennem begge plader også kunne gå gennem dette prisme før det nåede væggen. Efter at have gjort dette, tog jeg det første prisme i hånden og drejede det langsomt frem og tilbage omkring dets akse. Derved fik jeg de forskellige dele af spektret, som ramte den anden plade, til en for en at gå gennem hullet i pladen. Det gjorde jeg for at kunne observere, hvor på væggen de ville ramme efter at være blevet brudt af det andet prisme. Og jeg så ved disse variationer, at det lys, der gik i retning af den ene ende af spektret fra det første prisme, af det andet prisme blev brudt betydelig mere end lys der gik i retning af den anden ende. Så derved havde jeg opdaget, at den sande grund til længden af spektret simpelthen var, at lyset består af stråler med forskellige brydningsforhold. De forskellige stråler med forskellige brydningsforhold ramte væggen forskellige steder, afhængigt af deres brydningsforhold og uafhængigt af forskelle i indfaldsvinkler.



Lige herover viser vi Newtons egen tegning af forsøget. Sollyset kommer ind fra højre, passerer først en linse og dernæst et prisme, der spalter lyset i forskellige farver, hvoraf to er vist. Nederst er det det røde lys, der brydes mindst og øverst det blå, der brydes mest. På grund af linsen samles hver enkelt farve i et punkt på den hullede skærm. Efter at have passeret det nederste hul rammer det røde lys igen et prisme, og man ser, at det ikke kan spaltes yderligere.

Herunder starter Newtons beskrivelse af hans arbejde med kikkerter og (spejl)teleskoper
Da jeg forstod dette, forlod jeg mit tidligere arbejde med linser. Jeg så nemlig, at en forbedring af kikkerten hidtil havde været begrænset, ikke så meget på grund af linserne. De var nemlig konstruerede i overensstemmelse med den optiske teori, som alle hidtil havde regnet med. Problemet var, at lys i sig selv er en blanding af stråler med forskellige brydningsforhold. Hvis en linse var så præcist formet, at den kunne samle én slags stråler i ét punkt, så kunne den ikke samle en anden slags stråler i det samme punkt, selv om de havde samme indfaldsvinkel i samme medium. Da jeg så, at forskellen i brydning var så stor, som jeg fandt den, mente jeg, at teleskoper skulle kunne nå den samme kvalitet, som de har nu. Med teleskop mente Newton her en kikkert med hulspejl i stedet for linse som objektiv. Men han bruger mange steder ordet teleskop om det, vi kalder kikkert.

Med den sidste sætning mente Newton "at teleskoper skulle kunne nå den samme kvalitet som kikkerter har nu (i 1672), men uden farvefejl."

Jeg målte brydningerne i et af mine prismer. Resultatat var, at hvis sinus til indfaldsvinklen hele tiden var 44 dele, så var sinus til brydningsvinklen for den yderste røde stråle 68 ved overgangen fra glas til luft. Og sinus til brydningsvinklen for de yderste stråler i den anden ende 69 dele. Dvs at forskellen er mellem 1/24 og 1/25 af hele brydningen. Derfor kan objektivlinsen i en hvilket som helst kikkert ikke samle de stråler, som kommer fra ét punkt, i et billedpunkt, der er mindre end en lille cirkel, hvis diameter er 1/50 af diameteren af kikkertens åbning. Denne uregelmæssighed er nogle hundrede gange større end den lysplet, som en perfekt linse ville have dannet, hvis lyset havde været ensartet.
Dette fik mig til at undersøge lysets tilbagekastning. Jeg fandt, at udfaldsvinklen for alle slags stråler var lig med indfaldsvinklen. Jeg forstod, at de optiske instrumenter, der er beskrevet, kunne nå til en hvikensomhelst grad af perfektion, som man kan forestille sig. Nemlig hvis man kunne finde et spejlende materiale, som man kunne slibe lige så fint som glas, og som ville spejle lige så meget lys, som glas tillader passage af. Hertil kommer, at det ville være ønskeligt, at en parabolsk form også kunne opnås. Men det så ud som om, der ville være meget store vanskeligheder, og jeg var lige ved at betragte dem som uovervindelige. Oven i købet måtte jeg se i øjnene, at enhver uregelmæssighed i en tilbagekastningsoverflade får strålerne til at afvige 5 eller 6 gange mere fra deres forventede retning end en tilsvarende uregelmæssighed i en brydende overflade: så her var der brug for en endnu større omhu, end når man sleb en brydende linse af glas. Newton starter med at bemærke, at der ikke er nogen farvefejl ved spejling.

Den parabolske form sikrer, at et bundt stråler parallelle med aksen tilbagekastes, så de alle går gennem brændpunktet, se -230 keglesnit.

Midt i disse overvejelser blev jeg tvunget til at forlade Cambridge på grund af pesten, og det varede mere end 2 år, inden jeg kunne komme videre. Men så havde jeg også udtænkt en fin måde at slibe på, som passede til metal. Jeg forestillede mig, at formen også kunne blive mere perfekt. Jeg begyndte at prøve, hvad der kunne opnås af denne slags, og jeg fik konstrueret et instrument, der i vid udstrækning lignede det, jeg sendte til London. Ved hjælp af mit nye instrument kunne jeg skelne Jupiters 4 måner. Jeg viste dem flere gange til to personer i min bekendtskabskreds. Jeg kunne også skelne Venus´ måneagtige faser, men ikke særlig skarpt og heller ikke uden stor omhu ved indstilling af instrumentet.

På dette tidspunkt blev jeg afbrudt i mit arbejde indtil dette efterår, da jeg konstruerede endnu et teleskop. Da det var klart bedre end det første (især i dagslys), tvivler jeg ikke på, at teleskoper i fremtiden vil kunne fremstilles med større præcision. De har informeret mig om, at der vil blive fremstillet teleskoper i London. De håndværkere, der skal udføre dette arbejde, bør arbejde med stor præcision.

Jeg har sommetider tænkt på at lave et mikroskop, som på lignende måde skulle have et spejl af metal i stedet for en objektivlinse. Og det håber jeg, at De tager med i betragtning. For disse instrumenter forekommer at være lige så egnede for forbedringer som teleskopet. Måske endda mere, fordi det kun er nødvendigt med ét metalspejl i dem, som man kan se af det nedenstående diagram.

Her repræsenterer AB metalobjektivet, CD okularlinsen og O er det punkt, hvor objektet er placeret. F er okularlinsens brændpunkt, og det er også dér, objektivets billede af genstanden dannes.

I teleskopet er der 2 spejle, se vores omtale af Newtons teleskop.

Begreberne objektiv og okular er beskrevet i vores omtale af mikroskopet

Nu vender Newton tilbage til teorien om lys og farver
Men for at vende tilbage fra dette sidespring, så fortalte jeg Dem at lyset ikke er ensartet, men består af forskelligt farvede stråler, af hvilke nogle er mere brydbare end andre: Så af dem, der rammer samme medium i samme punkt, af dem vil nogle blive mere brudt end andre. Det skyldes ikke en egenskab ved linsen eller nogen anden ydre grund, men det kommer fra en tilbøjelighed, som enhver stråle har, til at få en særlig grad af brydning.
Nu vil jeg fortsætte med at gøre Dem bekendt med endnu en betragtelig forskelligartethed i strålerne, hvori oprindelsen til farver udfolder sig: Her vil jeg først fremlægge en teori, og dernæst for at undersøge den vil jeg give Dem et eksempel eller to på de tilhørende eksperimenter som eksempler på resten.

De vil finde teorien begribelig og illustreret i de følgende (13) udsagn.

1. Ligesom lysstrålerne afviger i deres grad af brydning, så afviger de også i deres tilbøjelighed til at ses som den ene eller den anden særlige farve. Farver er ikke egenskaber ved lyset, som stammer fra brydning eller tilbagekastning fra farvede legemer (som man hidtil har troet). Farver er derimod indbyggede egenskaber, som er forskellige for forskellige stråler. Nogle stråler er disponerede til at vise en rød farve, og ikke andre, nogle en gul farve, og ikke andre, nogle en grøn og ikke andre osv. Herudover er der ikke blot stråler, der er karakteristiske for de klare farver, men også stråler for alle de mellemliggende. Disse betragtninger er korrekte og meget vigtige.
2. Til den samme grad af brydbarhed hører der hele tiden den samme farve, og til den samme farve hører der hele tiden den samme grad af brydbarhed. De mindst brydbare stråler viser altid en rød farve, og omvendt vil de stråler, der viser en rød farve alle være de mindst brydbare. Ligeledes vil de mest brydbare stråler alle vise en dyb violet farve, og omvendt vil de stråler, der er tilbøjelige til at vise en sådan violet farve, alle være de mest brydbare. Desuden svarer der til alle de mellemliggende farver en kontinuert række af mellemliggende grader af brydbarhed. Og denne analogi mellem farver og brydbarhed er meget præcis og klar. Enten stemmer strålerne nøjagtigt overens i begge henseender, eller de adskiller sig porportionalt i begge egenskaber.
3. Farvernes karakter og graden af brydbarhed, der hører til en hvilkensomhelst slags stråler, ændres ikke ved brydning og heller ikke ved tilbagekastning fra naturlige legemer, eller ved nogen anden årsag, som jeg hidtil har kunnet observere. Når en hvilkensomhelst slags stråler er blevet skilt ad fra de andre slags, så har den bagefter stædigt beholdt sin farve uafhængigt af mine yderste bestræbelser på at ændre den. Jeg har brudt den med prismer og spejlet den i legemer, som i dagslys havde andre farver. Jeg har afbrudt den med et tyndt lag farvet luft mellem to sammenpressede glasplader. Jeg har sendt den igennem farvede medier, og gennem medier bestrålede med andre slags stråler, som på forskellig måde stoppede den. Og alligevel kunne jeg aldrig frembringe en ny farve fra den. Farven kunne ved sammentrækning eller udvidelse blive mere intens eller svag. Ved tabet af mange stråler kunne den i nogle tilfælde blive meget uklar og mørk, men jeg kunne aldrig se den skifte til en anden type. Vi ved ikke, hvad Newton mener med "farvet luft", "coloured film of air".
4. Dog synes omdannelse af farver at kunne finde sted, når der er en blanding af forskellige slags stråler. For i sådanne blandinger kan man ikke se de enkelte farver, men ved deres gensidige påvirkning af hinanden, danner de en middelfarve. Og hvis man ved brydning eller andre af de ovenfor nævnte årsager adskiller de forskellige stråler, som ligger latent i sådan en blanding, så vil der fremkomme farver, der er anderledes end blandingens farve. Disse farver er ikke nyfrembragte, men kun kommet frem ved at blive adskilt fra hinanden. For hvis de igen bliver fuldstændig blandet, så vil de igen vise den farve, som de havde før adskillelsen. Og af samme grund, er omdannelser lavet ved at samle forskellige farver, ikke reelle. For når de forskellige stråler igen bliver adskilt, så vil de vise de samme farver, som de havde inden de gik ind i blandingen. Det er ligesom man kan se blåt og gult pulver, der er fint blandet, se ud som grønt for det nøgne øje. Og dog er farverne af de indgående småpartikler ikke rigtigt omdannede, men kun blandede. For når man ser i et godt mikroskop, vil farverne stadig være blå og gul indflettet mellem hinanden "··· så vil de igen vise den farve, som de havde før adskillelsen", som det ses på den lille hvide plet, hvor strålerne samles.
5. Der er derfor to slags farver: Den ene slags originale og simple, og den anden slags sammensat af disse. De originale eller primære farver er rød, gul, grøn, blå og en violet, sammen med orange, indigo, og en ubegrænset række af mellemliggende farver. Indigo betyder en dybblå farve.
I dag ved vi, at de farver, som Newton kalder originale og simple er dem, der kun indeholder lys med én frekvens.
6. De samme farver af samme karakter som disse primære kan også dannes ved sammensætninger: For en blanding af gul og blå skaber grøn. Og af rød og gul dannes orange. Af orange og gulliggrøn dannes gul. Og generelt, hvis man blander to farver, der ikke ligger for langt fra hinanden i spektret, så får man i deres sammensætning den farve, som i den spektrale rækkefølge er midtvejs mellem dem. Men to farver, der befinder sig langt fra hinanden i spektret, opfører sig ikke sådan. Orange og indigo danner ikke den mellemliggende grøn, ejheller danner purpurrød og grøn den mellemliggende gul. Den understregede sætning er ikke et udsagn i fysikkens verden, den er et udsagn om menneskets farvesyn.
7. Men den mest forbavsende og vidunderlige sammensætning er den, som hvidt lys har. Der er ikke én slags stråler, som alene kan vise hvidt lys. Hvidt lys er altid sammensat, og for at danne hvidt lys kræves alle de tidligere nævnte primære farver, blandet i passende mængder. Jeg har ofte set med beundring, at alle prismets farver, når de konvergerer mod et bestemt punkt og derved igen blandes, som de var i lyset inden det ramte prismet, giver lys, der er helt og perfekt hvidt. Og det nye hvide lys adskiller sig slet ikke fra direkte lys fra Solen. - Med mindre det glas, jeg brugte, ikke var tilstrækkeligt rent. For så ville det urene glas være tilbøjeligt til at give lyset sin egen farve.
8. På grund af ovenfor nævnte forhold ser man, at hvidhed er lysets normale farve. For lys er en samling af stråler med alle slags farver, som bliver kastet tilbage fra forskellige dele af belyste legemer, og af sådan en blanding bliver som nævnt hvidt lys skabt, hvis der er et passende forhold mellem mængderne af de indgående farver. Men hvis én farve dominerer, så viser lyset denne farve. Det ser man i den blå farve fra svovl, den gule flamme fra et lys og i stjernernes forskellige farver.
9. Når man tager disse ting i betragtning, så er den måde åbenlys, som farverne bliver skabt på af prismet. Betragt de stråler, der udgør det indfaldende lys. Stråler, som afviger i farver, afviger tilsvarende i brydningsforhold. Og sådanne stråler vil af et prisme blive adskilt og spredt i en aflang form i en ordnet rækkefølge fra den mindst brydbare røde til den mest brydbare violette. Og af samme grund synes objekter at være farvede, når man ser på dem gennem et prisme. For sammensatte stråler vil, på grund af at de har forskellige brydningsforhold, ramme forskellige dele af nethinden. Derved vil de vise de billeder af farvede ting, som vi tidligere har nævnt, at Solens billede på en væg gav. Og på grund af denne forskel i brydningsforhold bliver nethindebillederne også meget forvirrende og uskarpe. Newton erkender vist ikke, at øjets linse er uden farvefejl, som Euler senere gjorde opmærksom på.
10. Nu bliver det også klart, hvorfor regnbuens farver optræder i faldende regndråber. For de dråber, der bryder de violette stråler, de bryder andre slags stråler så meget mindre, at de lader dem passere forbi. Og sådan er dråberne på indersiden af den primære regnbue og på ydersiden af den sekundære eller ydre bue. For de dråber, der bryder strålerne mest, og som forekommer at være røde for beskuerens øje, bryder andre slags stråler så meget mere, at de kan passere ved siden af dem. Og sådan er dråberne på den ydre del af den primære bue og på den indre del af den sekundære bue. Det hele er uklart. Alle dråber bryder alle slags lys.
11. Når man kigger igennem Lignum Nephriticum, bladguld, brudstykker af farvet glas og andre gennemsigtige farvede legemer, således at én farve ses i en retning og en anden i en anden, opstår der et mærkeligt fænomen. Men nu er fænomenet ikke længere gådefuldt. For det er legemer, der er tilbøjelige til at tilbagekaste én slags lys og lade en anden slags lys komme igennem. Det kan man se i et mørkt værelse, når man lyser på dem med ens eller usammensat lys. For så fremstår de kun i den farve, som de er blevet belyst med. Dog i én position mere levende eller strålende end i en anden, afhængigt af, om de er mere eller mindre disponerede til at lade den indfaldende farve blive tilbagekastet eller lade den gå igennem. Newton beskriver vist en form for fluorescens dvs det fænomen at visse stoffer ved bestråling med lys af én farve reflekterer lys af en anden farve.
12. Mr. Hook(e) beskriver et sted i sin Micrographia et overraskende eksperiment, som nu bliver forståeligt. Han havde taget to kantede gennemsigtige beholdere, fyldt den ene med en rød væske, den anden med en blå. Så skete der det, at de hver for sig var gennemsigtige nok, men hvis man kiggede gennem de to beholdere blev de uigennemsigtige. For hvis den ene kun tillod røde stråler at passere og den anden kun blå, kunne ingen stråler passere gennem begge. Ja, det er korrekt, at Hookes iagttagelse følger af Newtons teori.
13. Jeg kunne tilføje flere fænomener af denne art, men jeg vil afslutte med et generelt fænomen. Alle farver i naturlige legemer skyldes ikke andet end det, at de har forskellige evner til tibagekaste én slags lys mere end andre slags lys. Det har jeg eksperimenteret med i et mørkt værelse ved at oplyse forskellige legemer med usammensat lys af forskellige farver, og på den måde kan ethvert legeme fås til at fremtræde med en hvilkensomhelst farve. De har ikke selv nogen farve, men optræder altid i den farve, de bliver belyst med, med den forskel, at de er mere friske og klare i den farve, som de har i dagslys.

Mønje ses med den farve, som legemet bliver belyst med, men det er mest lysstærkt, når det belyses med rødt, og bise bliver også vist med den farve, som det bliver belyst med, men det er mest lysstærkt, når det belyses med blåt. Og derfor tilbagekaster mønje enhver farve, men allermest farver, som indeholder rødt. Det følger heraf, at når man belyser mønje med dagslys, dvs med en blanding af alle farver, så vil de farver, der indeholder mest rødt, optræde mest i det tilbagekastede lys, og derved på grund af deres dominans få mønjen til at se rød ud. Og af samme grund vil bise, der tibagekaster blåt lys mest, synes at være blå på grund af at der er så mange blå stråler i dets tilbagekastede lys. Det forholder sig ligesådan med andre legemer. Og at dette er en hel og fuldstændig årsag til deres farver, er åbenlyst, fordi de ikke har nogen mulighed for at ændre farverne af nogle af de indfaldende stråler, men de tilbagekaster alle de stråler, de bliver belyst med, uforandret.

Mønje er en mørkerød maling. Ordet bise kender vi ikke, men det må have en blå farve.
Når disse ting forholder sig sådan, så kan det ikke længere diskuteres, om der er farver i mørket, eller om farverne er egenskaber ved de objekter, som vi ser, eller om lys er et legeme. Farver er egenskaber ved lyset, som består af dets stråler. Hvordan kan vi da tænke på disse egenskaber ved strålerne, med mindre én egenskab kan understøtte en anden. Og det kan vi kalde væsen. Vi vil nu ikke kende legemer for deres substans, hvis det ikke var for deres konkrete egenskaber. Og da vi nu har fundet, at den vigtigste af dem skyldes noget andet, så har vi også god grund til at tro, at det også er et stof. Uklart.
Desuden, hvem skulle have troet, at en egenskab kan være en heterogen blanding, sådan som vi har opdaget at lys er. Men for ar finde mere konkret ud af, hvad lys er, på hvilken måde det bliver brudt, og på hvilken måde lyset i vores hjerner producerer fantasmer af farver, alt det er ikke så let. Og jeg vil ikke blande formodninger med sikre kendsgerninger,
Når jeg gennemgår det, jeg har skrevet, så ser jeg, at diskussionen af sig selv vil lægge op til forskellige eksperimenter, som vil være tilstrækkelige for at undersøge lyset nærmere: Og derfor vil jeg ikke belaste Dem yderligere end at beskrive et af disse eksperimenter, som jeg allerede har nævnt.
Nu beskriver Newton endnu et eksperiment
I et mørkt værelse kan man lave et hul i vinduesskodderne, et hul hvis diameter passende kan være ca 1/3 tomme for at lade en passende mængde sollys komme igennem. Og der placerer man et klart og farveløst prisme for at bryde det indfaldende lys mod den anden ende af værelset. Som jeg tidligere har sagt, vil lyset derved blive spredt og danne et aflangt farvet billede. Så tager man en linse med en brændvidde på ca 3 fod (f.eks. et stort objektiv fra et trefods teleskop). Det holder man i en afstand af 4 til 5 fod fra prismet, og i linsen vil alle disse farver blive brudt. Efter brydningen vil de samles i en afstand på 10 - 12 fod. Hvis man i denne afstand afbryder lyset med et stykke hvidt papir, så vil farverne blive omdannet til hvidhed igen ved at blive blandet. Men det er nødvendigt, at prismet og linsen er placeret stabilt. Og det er nødvendigt, at man bevæger det hvide papir frem og tilbage.

Ved sådan en bevægelse vil man ikke blot finde, på hvilken afstand hvidheden er mest perfekt. Man vil også se, hvordan farverne gradvis samles og forsvinder ind i hvidheden. Og efter at have krydset hinanden, på det sted hvor de danner hvidhed, bliver de igen spredt og adskilt og danner igen de samme farver i omvendt orden, i forhold til den de havde, før de blandedes. Man kan også se, at hvis en af farverne stoppes ved linsen, så vil hvidheden forandres til de andre farver. Og for at hvidheden kan blive perfekt, må man være meget omhyggelig med at sørge for, at ingen af farverne rammer ved siden af linsen.

Den kusiverede sætning burde ændres til "en blanding af de andre farver".

Figur 2 beskriver dette eksperiment. ABC repræsenterer prismet, som er placeret lige til højre for hullet F i vinduet EG. Prismets lodrette vinkel ACB kan passende være ca. 60°. MN repræsenterer linsen. Dens diameter er 2½ eller 3 tommer. SF er en af de rette linjer, som de forskellige stråler fra Solen følger. FP og FR er to af disse stråler, der brydes forskelligt. Linsen får dem til at konvergere i Q, og derefter korsvis modsat at divergere igen. HI er papiret i forskellige afstande. Farverne bliver projekteret på papiret. I Q skaber de hvidhed, i R, r og ρ skaber de rød og gul, og i P, p og π skaber de blå og violet.


Hvis man holder et stykke hvidt papir i position 1, ser man på papiret et spektrum, der er blåt foroven og rødt forneden. Flytter man papiret til position 2 ser man et hvidt punkt på papiret. Og placerer man endelig papiret i position 3, ser man på papiret et spektrum, der er rødt foroven og blåt forneden.
Hvis man går videre med at eftervise umuligheden af at ændre en usammensat farve (som jeg har nævnt i den 3. og 13. sætning) er det nødvendigt, at værelset gøres helt mørkt, for ellers vil spredt lys, der blander sig med farven, forstyrre og dæmpe det og gøre det sammensat, i modstrid med eksperimentets udformning. Det er også nødvendigt, at der er en mere fuldstændig adskillelse af farverne, end der ville kunne gøres ved hjælp af brydning i et enkelt prisme. Hvordan man laver sådan yderligere adskillelse vil næppe være svært for dem, som betragter den fundne lov for brydning. Men hvis forsøget skal laves med farver, som ikke er helt adskilte, så må man benytte forandringer, som er proportionale med blandingen. Hvis f.eks. sammensat gult lys rammer et blåt materiale, så vil materialet ikke se gult ud, men nærmest grønt, fordi der i den gule blanding er mange stråler, der rummer grønt. Og da grønt er mindre langt væk fra den almindelige blå farve end gult, så bliver grønt mere rigeligt tilbagekastet af den blå overflade. Det kursiverede ord er hos Newton "bise", et ord vi ikke kender.
Lad os antage, at en af de prismatiske farver, f.eks. rød, bliver afbrudt, for at teste den påståede umulighed af at reproducere den farve af de andre farver, som er udeladt. Det er nødvendigt, enten at farverne er meget godt adskilte, før den røde farve bliver afbrudt. Eller at nabofarverne (dvs gul og måske grøn), hvori der kan være en smule rødt, også bliver afbrudt. Eller at man tillader at der kommer så meget rødt ud af det gulgrønne som muligt, og at det bliver spredt blandt disse farver. Og hvis man overholder disse ting, så vil man finde, at en ny skabelse af rød, eller af en af de andre afbrudte farver, vil være umulig. Newton burde have udeladt de kursiverede ord.
Dette, tror jeg, er nok som en introduktion til eksperimenter af denne slags. Hvis der er medlemmer af Royal Society, som er nysgerrige efter at undersøge det nærmere, så vil jeg blive meget glad for at høre om resultatet: For hvis noget synes at være mangelfuldt eller at gå imod mine påstande, så vil jeg gerne have muligheden for at give yderligere information om eksperimenterne. Eller at erkende mine fejl, hvis jeg har begået nogen. Her udtrykker Newton, at han vil være åben for kritik. Da der kom kritik efter offentliggørelsen af artiklen, blev han imidlertid rasende.

Hvis du støder på et ord,
hvis betydning du ikke kender,
så søg på ordet.