ન્યૂટનનું પ્રકાશશાસ્ત્ર

ઓપ્ટિક્સ (પ્રકાશ ગુણધર્મ શાસ્ત્ર)

ન્યૂટનના બીજા રિફ્લેક્ટિંગ ટેલિસ્કોપની પ્રતિકૃતિ જે તેણે રોયલ સોસાયટીને 1672માં ભેટ આપી હતી 1670થી 1672 સુધી ન્યૂટને પ્રકાશશાસ્ત્ર પર પ્રવચનો આપ્યા. આ સમયગાળા દરમિયાન તેમણે પ્રકાશના વક્રિભવનની શોધ કરી. તેમણે દેખાડ્યું કે એક પ્રિઝમ સફેદ પ્રકાશને રંગોના વર્ણપટ(સ્પેક્ટ્રમ) માં વિભાજીત કરી દે છે અને એક લેન્સ અને એક બીજો પ્રિઝમ બહુરંગી સ્પેકટ્રમને સંયોજિત કરીને શ્વેત પ્રકાશનું નિર્માણ કરે છે.

તેમણે એ પણ દેખાડી દીધું કે રંગીન પ્રકાશને અલગ કરવા અને જુદી વસ્તુઓ ચમકાવવાથી રંગીન પ્રકાશના ગુણોમાં કોઈ ફેરફાર થતો નથી. ન્યૂટને વર્ણિત કર્યું કે પ્રકાશ ભલે પરાવર્તિત હોય કે વિખેરાયેલા હોય કે સંચારિત હોય, તે સમાન રંગનો રહે છે. આ રીતે તેમણે જોયું કે રંગ પહેલેથી જ રંગીન પ્રકાશ સાથે વસ્તુની અંતર્ક્રિયાનું પરિણામ હોય છે, નહીં કે વસ્તુઓ પોતે રંગો ઉત્પન્ન કરે છે. તેને ન્યૂટનના રંગના સિદ્ધાંત સ્વરૂપે ઓળખવામાં આવે છે.

આ કાર્ય પરથી તેમણે તારણ કાઢ્યું કે કોઈ પણ વક્રિભવન ટેલીસ્કોપનો લેન્સ પ્રકાશના રંગોમાં વિસરણ (રંગીન સ્ખલન)નો અનુભવ કરશે અને આ સિદ્ધાંતને સાબિત કરવા માટે તેમણે વિભાવના સ્વરૂપે એક દર્પણનો ઉપયોગ કરતાં એક ટેલીસ્કોપનું નિર્માણ કર્યું જેથી આ સમસ્યાનું સમાધાન થઈ શકે. ખરેખર ડીઝાઇનના નિર્માણ અનુસાર, પ્રથમ જાણીતી પરાવર્તિત ટેલીસ્કોપ અત્યારે ન્યૂટનિયન ટેલીસ્કોપ સ્વરૂપે ઓળખાય છે. તેમાં તકનીકને આકાર આપવા અને એક યોગ્ય અરીસાની સમસ્યાનું હલ કરવાની બાબતો સામેલ છે. ન્યૂટને વધુ પડતી પરાવર્તક કાચની ધાતુના એક સંગઠનથી પોતાના દર્પણને આધાર આપ્યો. તેના માટે તેમણે ટેલીસ્કોપ હેતુ કાચના ગુણવત્તાની તપાસ કરવા ન્યૂટનના વલયનો ઉપયોગ કર્યો. ફેબ્રુઆરી 1668 સુધીમાં તે પ્રથમ પરાવર્તક ટેલીસ્કોપ નું નિર્માણ કરવામાં સક્ષમ થઈ ગયા. 1671માં રૉયલ સોસાયટીએ તેમને તેમના ટેલીસ્કોપનું પ્રદર્શન કરવા કહ્યું. તે લોકોના રચે તેમને પોતાની ટીપ્પણીઓ ઓન કલર ના પ્રકાશન માટે પ્રોત્સાહન મળ્યું, જેને પાછળથી તેમણે પોતાની ઓપ્ટિક્સ સ્વરૂપે વિસ્તૃત કરી દીધી. જ્યારે રોબર્ટ હુકે ન્યૂટનના અમુક વિચારોની ટીકા કરી ત્યારે ન્યૂટન એટલા નારાજ થયા કે તે જાહેર ચર્ચામાંથી બહાર નીકળી ગયા. ન્યૂટન અને હૂક વચ્ચે 1679-80માં થોડા મતભેદ થયા હતા. હૂકની રોયલ સોસાયટીનો પત્રવ્યવહાર સાચવવા માટે નિમણૂક થઇ હતી. (જુઓ ન્યૂટનનો સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ણનો નિયમ-ઇતિહાસ અને દી મોટુ કોર્પોરમ ઇન જીરમ ). પણ હુકના મૃત્યુ સુધી બંને વચ્ચે દુશ્મનાવટ રહી હતી.

ન્યૂટને દલીલ રજૂ કરી કે પ્રકાશ અણુઓ કે અતિસૂક્ષ્ણ અણુઓનો બનેલો છે, જે ઘટ્ટ માધ્યમ તરફ જતી વખતે વક્રિભૂત થઈ જાય છે. પણ પ્રકાશના વિવર્તનને સ્પષ્ટ કરવા માટે તેને તરંગો સાથે સંબંધિત કરવો જરૂરી હતો. (ઓપ્ટિક્સ બીકે 2,પ્રોપ્સ. 12). પાછળથી ભૌતિકવિજ્ઞાનીઓએ પ્રકાશના વિવર્તન માટે શુદ્ધ તરંગ જેવા સ્પષ્ટીકરણનું સમર્થન કર્યું (પ્રોપ્સ. 13). પાછળથી ભૌતિકવિજ્ઞાનવિદોએ ઇન્ટરફિઅરન્સ પેટર્ન્સને કારણે પ્રકાશની તરંગો સમાન સમજાવટ તેમજ ડિફ્રેક્શનની સામાન્ય ઘટનાની તરફેણ કરી. આજના ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ, ફોટોન અને તરંગકણ યુગ્મતાના વિચાર, ન્યૂટનની પ્રકાશ વિશે સમજણ સાથે બહુ ઓછી સમાનતા ધરાવે છે.

1675માં તેની પ્રકાશની પરિકલ્પના માં ન્યૂટને અણુઓ વચ્ચે સ્થાળાંતર હેતુ અવકાશની હાજરી હોવાની દ્રઢપણે રજૂઆત કરી. બ્રહ્મ વિદ્યાવાદી હેનરી મોર સાથે સંપર્કમાં આવવાથી રસાયણવિજ્ઞાનમાં તેમને ફરી રસ જાગ્યો. તેમણે અણુઓ વચ્ચે આકર્ષણ અને અપાકર્ષણના હર્મેટિક સિદ્ધાંતને આધારે અવકાશના સ્થાને અદ્રશ્ય બળ મૂક્યું. જૉન મેનાર્ડ કેનેઝ, જેમણે રસાયણવિજ્ઞાન પર ન્યૂટનના અનેક લેખોને સ્વીકાર્યા હતા, કહે છે કે ન્યૂટન કારણ યુગના પહેલા વ્યક્તિ નહોતા, તે જાદુગરોમાં છેલ્લાં સ્થાને હતા. રસાયણવિજ્ઞાનમાં ન્યૂટનનો રસ તેમના વિજ્ઞાનના પ્રદાનથી અલગ ન કરી શકાય.(આ તે સમયે થયું જ્યારે રસાયણવિજ્ઞાન અને વિજ્ઞાન વચ્ચે કોઈ સ્પષ્ટ તફાવત નહોતો.) જો તેમણે શૂન્યાવકાશમાંથી એક અંતરે ક્રિયાના ગુપ્ત વિચાર પર વિશ્વાસ ન કર્યો હોત તો તે ગુરુત્વનો પોતાનો સિદ્ધાંત વિકસીત ન કરી શક્યા હોત.

1704માં ન્યૂટને ઓપ્ટિક્સ પ્રકાશિત કરી, જેમાં તેમણે પોતાના પ્રકાશના અતિસૂક્ષ્મ કણોના સિદ્ધાંતની સવિસ્તાર વ્યાખ્યા આપી. તેમણે પ્રકાશને અનેક સૂક્ષ્મ કણોનો બનેલો માન્યો જ્યારે સામાન્ય પદાર્થોને મોટા અણુઓથી રચાયેલો હોય છે. તેમણે કહ્યું કે એક પ્રકારના રાસાયણિક રૂપાંતરણના માધ્યમથી સંપૂર્ણ પદાર્થ અને પ્રકાશ એકબીજામાં રૂપાંતરિત નથી થઈ શકતા. પદાર્થ પ્રકાશના કણોમાંથી પોતાની કામગીરીનો મોટો ભાગ પ્રાપ્ત નથી કરી શકતા, જે તેના બંધારણમાં પ્રવેશ કરે છે. ન્યૂટને કાચના એક ગોળાનો પ્રયોગ કરી (ઓપ્ટિક્સ આઠમો પ્રશ્ન) એક ઘર્ષણ વિદ્યુતસ્થિતિક જનરેટરના એક મૂળ સ્વરૂપનું નિર્માણ કર્યું.