光学

「ニュートン」について

アイザック・ニュートンは、本サイトでは「プリンキピア」に
ついでの登場になります。
ニュートンは、1642年生まれで、万有引力の発見、近代光学の
研究、微分積分の研究、他の多数の成果を残しました。

光学については、それ以前の光に関する知見から、新しい考えが、
複数の研究者で、色々と発見された時期に当たります。
古代から中世を経て、色の研究もされていた時期です。

ニュートンは、太陽光の複合性(屈折率で分離する)を発見
して、新しい近代光学の始まりに貢献しました。

「光学」は、「光学の基礎」として書き始められて、度々改訂
されています。
最終改訂4版が、死後であり、3版と4版のどちらを決定版
とするかは、意見が分かれる様です。

「光学」の内容

日本版「光学」
      アイザック・ニュートン 著
      島尾 永康 訳
       岩波文庫 1983年
原題 「光学 第3版」
        1721年 発行

第1篇・第1部
定義1:光の射線とは、光の最小粒子であって、異なる直線上で
同時に存在するばかりでなく、同一の直線上で相継いで存在する
ものとする
定義2:光の射線の屈折率とは、一つの透明な物体または媒質から
、他の透明な物体または媒質へと進むとき、屈折される、あるいは
その道筋を変える性向のことである。射線の大きいもしくは小さい
屈折性とは、同じ媒質に同じく入射しても、その道筋を大きくもし
くは小さく変える性向のことである
定義3:射線の反射性とは、ある媒質から他の媒質の表面に落ちる
射線が、反射される、または元の媒質へ戻される性向のことである
、戻される容易さに応じて、射線の反射性の大小が生じる
定義4:入射角とは、入射線によって描かれた直線が、入射点に
おける反射面または屈折面への垂線となす角のことである。
定義5:反射角または屈折角とは、反射または屈折された斜線に
よって描かれた直線が、入射点における反射面または屈折面への
垂線となす角のことである。
定義6:入射、反射および屈折の正弦とは、入射角、反射角およ
び屈折角の正弦のことである。
定義7:射線がすべて等しい屈折性をもつ光を、私は単純、均質
、同質とよぶ。また射線のあるものが他のものより屈折性が大き
い光を、複合、不均質、異質と呼ぶ。
定義8:均質光の色を、私は原色、均質色、単色とよび、不均質
の光を、不均質色、複合色とよぶ
公理1:反射角と屈折角は、入射角と同一平面内にある。
公理2:反射角は入射角に等しい。
公理3:もし屈折された射線がまっすぐ入射点に送り返されたな
らば、それは入射線によってさきに描かれた直線上に屈折される
であろう。
公理4:疎な媒質から密な媒質への屈折は、垂線に近づくように
おこなわれる。すなわち、屈折角が入射角より小さくなるように
おこなわれる。
公理5:入射の正弦は、屈折の正弦に対して正確にまたはほぼ正
確に与えられた比になる。
公理6:略
公理7:略
公理8:略
命題1 定理1:色の異なる光は屈折率の度合も異なる
命題2 定理2:太陽の光は屈折性の異なる射線からなる
命題3 定理3:太陽の光は反射性の異なる射線からなり、他よ
り屈折率の大きい射線は、他より反射性が大きい
命題4 問題1:略
命題5 定理4:略
命題6 定理5:略
命題7 定理6:略
命題8 問題2:略

第1篇・第2部
略
第2篇・第1部
略
第2篇・第2部
略
第2篇・第3部
略
第2篇・第4部
略
第3篇・第1部
略

感想

「プリンキピア」は、はっきり言って難しくてなかなか、近寄り
にくい本です。

「光学」は、これとは逆で上記に内容を目次的に示したように、
定義から入り、公理>命題>定理・問題へと数値を使わずに展開
して行きます。
その具体的内容は、豊富な実験を元に検証して行きます。

かなりの量ですし、読みやすいと言って良いかどうかは不明ですが
少なくても、数値や突飛な発想へいきなり飛ぶことはありません。

また、プリンキピアがラテン語で書かれたのに反して、英語で
書かれた事も影響しているとも思えます。
ただ専門書の性格で、すぐにラテン語版も出ました。

上記の2つのことが、本書を読みやすくしており、普及したと
思えます。
現在の目でみても、同様に思えます。

現在では光は、「波動」と「粒子」の2面性として捉えられて
います。ニュートンは、この本質には踏み込んでいないが粒子
的な説明が多いので、そちらの見方が強いと言われています。

実験と実証された証明という手堅い内容ですが、「疑問」という
形で、仮説的な内容が記載されています。
これをどのように扱うかは、色々意見があるでしょうが、通常の
論文の考察・予測的な推察にあたると見られています。

本書の他のバランスから、疑問としているが、かなり真実と著者は
考えている可能性はあります。

ニュートンの3大研究のひとつの近代光学です。

太陽光が、複合性があることを実験でじっくりと示しています。

難しい数式を使用しない、多くの読者を対象にした著書です。