Страница 12 из 15
Ньютон оставил открытым вопрос о природе тяготения. Не было объяснено также и предположение о мгновенном распространении тяготения в пространстве (т. е. предположение о том, что с изменением положений тел мгновенно изменяется и сила тяготения между ними), тесно связанное с природой тяготения. Трудности, связанные с этим, были устранены лишь в теории тяготения Эйнштейна, представляющей собой новый этап в познании объективных законов природы.
Лит.: Исаак Ньютон. 1643—1727. Сб. ст. к трехсотлетию со дня рождения, под ред. акад. С. И. Вавилова, М. — Л., 1943; Берри А., Краткая история астрономии, пер. с англ., М. — Л., 1946; Субботин М. Ф., Введение в теоретическую астрономию, М., 1968.
Ю. А. Рябов.
Ньютона законы механики
Нью'тона зако'ны меха'ники, три закона, лежащие в основе т. н. классической механики. Сформулированы И. Ньютоном (1687). Первый закон: «Всякое тело продолжает удерживаться в своём состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние». Второй закон: «Изменение количества движения пропорционально приложенной движущей силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует». Третий закон: «Действию всегда есть равное и противоположное противодействие, иначе, взаимодействия двух тел друг на друга между собой равны и направлены в противоположные стороны».
Н. з. м. появились как результат обобщения многочисленных наблюдений, опытов и теоретических исследований Г. Галилея, Х. Гюйгенса, самого Ньютона и др.
Согласно современным представлениям и терминологии, в первом и втором законах под телом следует понимать материальную точку, а под движением — движение относительно инерциальной системы отсчёта. Математическое выражение второго закона в классической механике имеет вид: или mw = F, где m — масса точки, u — её скорость, a w — ускорение, F — действующая сила (см. Динамика).
Н. з. м. перестают быть справедливыми для движения объектов очень малых размеров (элементарные частицы) и при движениях со скоростями, близкими к скорости света. См. Квантовая механика, Относительности теория.
Лит.: Галилей Г., Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых отраслей науки, относящихся к механике и местному движению. Соч., [пер. с лат.], т. 1, М. — Л., 1934; Ньютон И., Математические начала натуральной философии, пер. с лат., в кн.: Крылов А. Н., Собр. трудов, т. 7, М. — Л., 1936, См. также лит. при ст. Механика.
С. М. Тарг.
Ньютона кольца
Ньютона кольца, интерференционные полосы равной толщины в форме колец, расположенные концентрически вокруг точки касания двух поверхностей (двух сфер, плоскости и сферы и т.д.). Впервые описаны в 1675 И. Ньютоном. Интерференция света происходит в тонком зазоре (обычно воздушном), разделяющем соприкасающиеся тела; этот зазор играет роль тонкой плёнки, см. Оптика тонких слоев. Н. к. наблюдаются и в проходящем и — более отчётливо — в отражённом свете. При освещении монохроматическим светом длины волны Л, Н. к. представляют собой чередующиеся тёмные и светлые полосы. Светлые возникают в местах, где зазор вносит разность хода между прямым и дважды отражённым лучом (в проходящем свете) или между лучами, отражёнными от обеих соприкасающихся поверхностей (в отражённом свете), равную целому числу l. Тёмные кольца образуются там, где разность хода лучей равна целому нечётному числу l/2. Разность хода определяется оптической длиной пути луча в зазоре и изменением фазы световой волны при отражении (см. Отражение света). Так, при отражении от границы воздух — стекло фаза меняется на p, а при отражении от границы стекло — воздух остаётся неизменной. Поэтому в случае двух стеклянных поверхностей т-е тёмное Н. к. в отражённом свете соответствует разности хода ml (т. е. толщине зазора dm = ml/2), где m — целое число. При касании сферы и плоскости (рис. 1) rm = (mlR)1/2. По теореме Пифагора, для треугольников с катетами rп и rm R2 = (R — lm/2)2 + rn2 и R2 = (R — lm/2)2 + r2m, откуда следует — в пренебрежении очень малыми членами (ml/2)2 и (nl/2)2 и др.— часто используемая формула для Н. к.: R = (rn2 — r2m)/l(n — m). Эти соотношения позволяют с хорошей точностью определять l по измеренным rm и rп либо, если l известна, измерять радиусы поверхностей линз (рис. 2). Н. к. используются также для контроля правильности формы сферических и плоских поверхностей (рис. 3). При освещении немонохроматическим (например, белым) светом Н. к. становятся цветными, причём чередование цветов в них существенно отличается от обычного радужного из-за переналожения систем колец, соответствующих разным т. Наиболее отчётливо Н. к. наблюдаются при использовании сферических поверхностей малых радиусов кривизны (толщина зазора мала на большем расстоянии от точки касания).
Лит.: Шишловский А. А., Прикладная физическая оптика, М., 1961; Дитчберн Р., Физическая оптика, пер. с англ., М., 1965.
А. П. Гагарин.
Рис. 2. Фотография колец Ньютона в отражённом свете.
Рис. 1. К выводу соотношения между радиусами rm колец Ньютона в отражённом свете, радиусом R сферической линзы и длиной волны l освещающего монохроматического света. О — точка касания сферы и плоскости; АА' = dm — толщина воздушного зазора в области образования m-го тёмного кольца. Применяя теорему Пифагора к прямоугольному треугольнику, малый катет (равный rm) которого составляет перпендикуляр, опущенный из A' на СО, получим rm = R2 — (R — dm)2 » 2Rdm, откуда условие dm = lm/2 даёт .
Рис. 3. Кольца Ньютона, полученные с посеребрёнными поверхностями. Извилины полос выявляют дефекты поверхностей.