Ньютон и Марат о притяжении лучей света

Что такое свет?— На этот вопрос Ньютон, очень много поработавший над изучением световых явлений, отвечал так: свет — это поток быстро мчащихся мельчайших частичек.

Читатель хорошо знает явление преломления света: когда свет проходит сквозь прозрачные тела, то световые лучи отклоняются от своего первоначального прямолинейного пути, преломляются. Ньютон считал, что это происходит потому, что световые частицы, образующие лучи света, притягиваются телами. «Преломление,— говорил Ньютон в своей «Оптике»,— происходит благодаря притяжению лучей».

Ньютон считал, что «лучи света,— по-видимому, твердые тела»; по Ньютону самое излучение и поглощение света состоит в том, что здесь происходит «превращение тел в свет и света в тела». Ньютон очень образно говорит в своей «Оптике», что это превращение «соответствует ходу природы, которая как бы услаждается превращениями».

Но если это так, если свет представляет собой твердые частички, способные притягиваться телами, то и Земля должна притягивать к себе эти частички; иными словами, свет должен обладать весом! Как же убедиться в этом непосредственно на опыте, как взвесить свет?

Примерно через полстолетия после смерти великого Ньютона (в 1727 г.) этим вопросом весьма заинтересовался французский ученый, что он пропускал тонкий пучок света очень близко над поверхностью тяжелого тела; Марат рассчитывал, что свет притянется к телу, а потому световой зайчик на экране несколько сместится вниз. Но это не получалось, несмотря на неоднократное повторение опыта. Свет оказывается невесомым!

В самом конце XVIII в. великий французский химик Лавуазье включил в список химических элементов… свет и теплород, т. е. две гипотетические невесомые жидкости (флюиды), якобы производившие по убеждению большинства тогдашних ученых ощущение света и ощущение тепла. Правда, в то время существовала еще и другая теория света — теория Гюйгенса, считавшая свет волновым движением эфира, а не потоком частиц, но решительно господствующей была все же теория Ньютона.

Свет оказывается видом энергии

В XIX в., особенно в второй половине, восторжествовала волновая теория света. Мы не можем здесь подробно излагать причины этого, но одно весьма любопытное обстоятельство необходимо отметить: если преломление света происходит, как это думал Ньютон, это притяжение света преломляющим телом, то скорость световых частичек при их приближении к преломляющему телу и, тем более, при вступлении внутрь него должна увеличиваться. Отсюда вывод, который в свое время и был сделан Ньютоном: скорость света внутри пропускающих свет тел должна быть больше, чем в воздухе

В середине XIX в. этот вывод был проверен на опыте французским физиком Физо. Оказалось, что скорость света в воде меньше, чем в воздухе, как это и должно было быть согласно волновой теории света.

Наблюдая тень от нагретого металлического шара на экране, Марат заметил вокруг тени шара полосы, струи и другие неоднородности, которые он пытался сначала приписать притяжению света шаром. В действительности эти явления объясняются изменениями показателя преломления воздуха около нагретого шара.

Приблизительно в это же время физики Майер, Гельмгольц и другие открыли закон сохранения энергии. Стало очевидным, что свет — одна из форм энергии. Согласно Ньютону светящееся тело теряло часть своей материи, превращавшуюся в световые частички; с точки же (Зрения вновь открытого закона сохранения энергии (и волновой теории света) здесь происходит нечто другое: светящееся тело теряет энергию, причем эта энергия превращается в лучистую энергию. Если в конце XVIII в. свет считали особого рода невесомой материей, то к концу XIX в. его рассматривали как особого рода энергию, значит, как тоже нечто невесомое.