Оптика

После пышного, многообещающего расцвета оптики в XVII в. наступил период её упадка. В теоретическом отношении XVIII век характеризуется преобладанием корпускулярной теории, хотя Эйлер и Ломоносов выступали в защиту гюйгенсовских воззрений. Замечательные исследования Ньютона по дисперсии, интерференции и поляризации света не были продолжены. Всё же XVIII век исправил одно заблуждение Ньютона, допускавшего одинаковую диспергирующую способность всех тел и в связи с этим отрицавшим возможность построения ахроматических объективов. Эйлер возражал (правда, не совсем основательно) ссылкой например глаза и напряжённо работал над теоретическими расчётами ахроматических объективов. В 1757 г. Джон Доллонд, воодушевлённый идеями Эйлера, построил первую ахроматическую трубу с объективом, изготовленным из кронгласовой и флинтгласовой линз, а в 1758 г.- трубу с тремя линзами. Интересно отметить, что ахроматические объективы привлекали большое внимание как теоретиков, так и практиков, и, как это нередко бывает в таких случаях,- приоритет Доллонда оспаривался. Перед запросами жизни оказался бессильным даже авторитет Ньютона.

Рис. 151. Телескоп XVIII в.

Эти запросы определили и возникновение новой отрасли оптики фотометрии. Появилась потребность в количественной характеристике источников света как для научных целей (в первую очередь в астрономии), так и для бытовых.

Первое сочинение по фотометрии появилось в 1729 г. Это были "Оптические опыты по градации света" Буге (1698-1758). Буге сравнивал источники, добиваясь одинаковой освещённости двух рядом стоящих экранов. Буге первый начал исследовать отражательную и поглощательную способность тел. Он установил зависимость отражательной способности тел от угла падения и нашёл закон поглощения: интенсивность света убывает с толщиной поглощающего слоя в геометрической прогрессии (J = J₀l^-kd). Он сравнивал яркости Солнца и Луны, измерял яркость небесного свода на разных расстояниях от Солнца.

Основные законы фотометрии были установлены Ламбертом (1728-1777), главный труд которого "Фотометрия или об измерениях и сравнениях света, цветов и теней" вышел в 1760 г. В этом труде Ламберт устанавливает основные понятия фотометрии: сила света, яркость источника света, освещённость, видимая яркость. Далее он устанавливает закон освещённости, которая оказывается обратно пропорциональной квадрату расстояния от точечного источника и в случае наклонного падения пучка лучей на освещаемую поверхность пропорциональна косинусу угла, образованного направлением пучка с нормалью к поверхности. Затем он даёт закон для силы света источника, которая пропорциональна яркости источника, площади светящейся поверхности и квадрату синуса угла наклона лучей к поверхности. Силы света источников Ламберт сравнивал с помощью теневого фотометра, обычно приписываемого Румфорду.

Из других оптических вопросов много внимания уделялось физиками XVIII в. явлениям люминесценции. Свечение фосфоров часто связывалось с свечением электрического характера, вроде северных сияний, свечения барометров, свечения при истечении электричества с острия и т. д. Большое количество наблюдений не пролило света на это загадочное явление. Законы фосфоресценции и флуоресценции стали известными только в результате исследований Беккереля, Стокса и других деятелей XIX в.