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雑踏と閑 《Animé et Calme》 #74ème アイザック・ニュートン卿 1️⃣光学の入口

かのガリレオ・ガリレイが77歳で亡くなる4日前に生誕したアイザック・ニュートン【グレゴリオ暦1643年1月4日〜1727年3月31日 🔽 出典: 世界史の窓】 https://share.google/Dv0suDSTaeL0Jt1Re

ジョン・ヴァンダーバンク作、1726–27年
【出典: 英国王立協会 所蔵】


科学史を燦然と燃焼し続けるニュートン卿。1675~76年頃の光学研究を探訪いたします。英国王立協会には1675年の「光と色の理論」に関する22ページの手稿、翌1676年には24の実験・観察を記した36ページの資料が残され。1676年8月18日の書簡に、プリズムが作る像の長さと角度を実験で測った記録が6ページ在ります

【ニュートン自己実験】眼球奥への試み👁️‍🗨️
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bodkin(先端の鈍い針状器具)を
眼球と眼窩の骨の間に入れ眼球を後方から圧迫
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外から対応する光が入っていないに拘わらず
明るい円や色彩を帯びた模様を視認
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器具を動かすと模様も変化

現代
網膜など視覚系が機械的に刺激されると生ずる
フォスフェン(phosphene/眼閃)と解釈


独自の着眼点は「プリズムが白い光に色を付ける」従来観点から移行し、白色光そのものが「異なる屈折性を有する色の光から構成される」と考えた由

【↑プリズムによる光学実験図↓】
暗室に太陽光を引導
レンズ・プリズム・小孔を組合せ光を選別


① 太陽光を取り込む小孔(aperture)
窓板・雨戸に開けた小さな穴、太陽光だけ暗室へ導く実験装置全体の「光の入口」

② 凸レンズ
入射光を適切に集光・整形するためのレンズ

③ 第1プリズム
白色の太陽光を通すと屈折の度合いが色により異なるため光がスペクトルへ分化🌈
∴色毎に「屈折しやすさ(refrangibility)」が異なる

🤍白色光
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△プリズム
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❤️ 🧡💛💚🩵💙💜


④ スペクトルを受ける板(スクリーン)
第1プリズムで分解された光を板に投影、縦に並んだ小さな丸はスペクトルの異なる位置=異なる色の光を選択するための孔

⑤ 選択された一色の光
④孔を通したスペクトルの内、特定色だけ取り出す部分、全部の虹色を次のプリズムへ入れるのではない
「決定実験(experimentum crucis)」では③プリズムを回転させ、スペクトルの異なる部分を順番に孔へ通す。すると赤は比較的小さく、紫側はより大きく屈折

⑥ 第2プリズム
選抜した色光を、もう一度プリズムへ通すための装置。例: 赤を選んで第2プリズムへ通しても
🔴 → △ → 🔴
に帰結する。再び白色光から虹が作られるわけではなく、その色は固有の屈折性を保つ。この実験から、プリズムが白色光に「色を付けている」のではなく、白色光に元来異なる性質の光が含まれている…という構想に至る

⑦ ニュートン自身の書き込み
巻頭図の上部に、説明用途の手書き。画像だけでは全文を確実に判読できない。単なる挿絵だけではなく、実験配置を伝えるための思考図に仕立て
因みにその室内図は、若い時分のニュートンが1666年の実験中にその場で描いた「実況スケッチ」ではない
現存する著名図は、1722年フランス語版『Opticks』刊行に際し、ニュートン監督下で作られたもの故に「ニュートンの実験思想を本人監修で視覚化した図」である


続いて、色によって屈折する角度が違う旨に着眼し
赤 🔴 → 比較的小さく曲がる
紫 🟣 → より大きく曲がる
の現象を、実験と幾何学指向で推論
⬇️
当時の屈折望遠鏡は、レンズを通した光が色によって異なる位置へ集まるため、像の周囲に色が滲む、いわゆる『色収差』が発生
⬇️
ならばレンズで光を曲げなければよろし
⬇️
鏡で光を反射させて集めるニュートン式反射望遠鏡を製作

ニュートン式反射望遠鏡🔭
ニュートン光学図 ↔️ 光の解剖図
光線を引く✏️→ 角度を測る📐→ プリズムを動かす△→ 再測定📏→ 幾何学に昇華、次回2️⃣へ続く


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