Forside Søgning Liste

Oversigt over Newtons arbejde med optik

Vi giver her en overordnet beskrivelse af Newtons tidligste arbejde, arbejdet med optik (lyslære). Det blev offentliggjort i Newtons første artikel, der kom i 1672. Beskrivelsen indeholder ikke tekniske detaljer. Hvis man er interesseret i at vide mere om fysikken i optikken, kan man gå til listen foroven og klikke på "Mere". Dér er der også en gengivelse af et lille stykke af Newtons oprindelige manuskript.

Newton startede arbejdet med optik i midten af 1660'erne, og det blev som nævnt publiceret i en kort version i 1672. Den endelige version kom først i 1704 i værket Opticks.

Newton arbejdede eksperimentelt med følgende emner:

1. Farvernes natur
2. Lysets generelle natur
3. Opfindelse og konstruktion af nye kikkerter (spejlteleskoper)

1. Newtons første, revolutionerende artikel fra 1672

I 1672 publicerede Newton sin første artikel: "A New Theory about Light and Colours". I denne epokegørende artikel redegør Newton præcist og alligevel livligt for sine berømte eksperimenter med lys ved hjælp af linser og prismer. Alt, hvad han fandt ud af om optik, står faktisk på disse 13 sider. Vi har selv oversat denne artikel fra 1672 fra engelsk til dansk. Oversættelsen står under 1672: Newtons originale artikel om optik. Newtons artikel er meget kortfattet skrevet. Hovedværket Opticks blev først skrevet og udgivet i 1704, og det er ikke et værk på 13 sider!

Billedet her er fra Newtons første artikel. En lysgiver, som her er placeret i O foran spejlet, sender lys ind mod spejlet hvorfra det kastes tilbage og danner et billede i F. En iagttager til venstre kan så iagttage billedet gennem en lille linse, et okular.

Senere på året i 1672 sendte Newton en kopi af sit selvkonstruerede spejlteleskop (se nedenfor) til Royal Society. Pga. disse pionerarbejder blev Newton optaget som medlem af Royal Society i 1672. Han var da 30 år gammel. Hans artikel nr. 2 kom også i 1672, og den beskriver netop spejlteleskopet. Der er også et link til denne artikel i litteraturlisten til vores artikel. På grund af artiklerne røg han med det samme ind i konflikter og prioritetsstridigheder, bl.a. med Hooke. På det tidspunkt var Newton ekstremt konfliktsky, så han prøvede at trække sig helt tilbage fra offentligheden og mistede lysten til at publicere.

Konflikter og prioritetsstridigheder forfulgte Newton resten af livet. Han følte nok, især i starten, at det var ham, der blev forfulgt, men i London-årene var det nok så meget ham selv, der benyttede sin nye magtposition som præsident for Royal Society til at forfølge andre. Se mere om Newtons fjender i "1694 Newtons fjender".

Newtons teori er, at lys er sammensat af uendelig mange "basisfarver", som ikke er modifikationer af hvidt lys. Denne ide blev betragtet som revolutionerende og førte til Newtons første hårde konflikter med Hooke. I den første artikel udtrykker Newton sig meget frit og ærligt. Det gør han aldrig mere. I de senere publikationer garderer han sig bag en form for tør og uforståelig matematik, især i Principia fra 1687. Som tidligere nævnt mistede han også indtil da næsten modet til at komme med flere publikationer, fordi kontroverserne var et chok for ham.

Da Newton i 1669 bliver professor i matematik ved Cambridge Universitet, forlanger man her, at han hvert år afleverer sine forelæsningsnoter til universitetets bibliotek. Hans forelæsninger, som næsten ingen studerende fulgte, handlede i starten mest om optik og matematik. Som det fremgår, interesserede Newton sig ikke for undervisning.

Han publicerede først for alvor sine tanker om optik i værket "Opticks" fra 1704, året efter at én af "hovedfjenderne", nemlig Hooke, var død. Se mere under "1694 Newtons fjender".

Newtons hovedresultat inden for lyslæren var, at hvidt lys er sammensat af forskellige farver lys med forskellige brydningsforhold. Senere fandt man vha. bølgeteorien for lys (se sidst i dette afsnit) ud af, at det drejer sig om lys med forskellige bølgelængder (og frekvenser). Der var imidlertid også konkurrerende forklaringer på lysets natur. Goethe (1749-1832), som ellers er mest kendt som en af Tysklands helt store forfattere, udviklede i 1810 sin egen farveteori, som er meget anderledes end Newtons. Goethe mente, at lysets natur er subjektiv, hvad malere kan have en vis glæde af.

Original figur fra Newtons første artikel. Den viser, hvordan hvidt sollys først bliver spaltet i farver af et prisme hvorefter en linse samler lyset igen, så man ser hvidt lys, hvis man holder en skærm henne til højre, ved den midterste af de lodrette streger. P og R betyder purple og red, violet og rød. Længst til højre har Newton af gammel vane brugt de græske bogstaver π og ρ

På Newtons tid foregik der en intensiv diskussion om lysets natur. Der var to konkurrerende fysiske teorier for lysets natur:

1. Partikelteorien (eller "korpuskular-teorien"): Lyset er partikler (korpuskler), som bevæger sig fremad i lysets retning
2. Bølgeteorien: Lyset er en bølgebevægelse

Newton lagde sig ikke 100 % fast på nogen af disse teorier, men han hældede mest til partikelteorien. Den store hollandske fysiker, Christiaan Huygens (1629-1695) mente derimod, at bølgeteorien var den rigtige. De to teorier/modeller kunne forklare hver deres eksperimentelle resultater. F.eks. vil lysstråler, der krydser hinanden, ikke blandes. Dette fænomen kan bedst forklares ved, at lyset er bølger. Pga. den enorme autoritet Newton fik i slutningen af sit liv, blev englænderne hængende fast i partikelteorien, også efter Newtons død. Først ca. 100 år senere med Thomas Young (1773-1829) fik bølgeteorien igen vind i sejlene. I sidste halvdel af 1800-tallet opstillede James Clerk Maxwell (1831-1879) sine berømte matematiske ligninger for lysets natur. Nu så man på lyset som elektromagnetiske svingninger.

2. Spejlteleskoper