Диск Ньютона - Newton disc

Распределение цветов диска Ньютона.

В Диск Ньютона, также известный как Исчезающий цветной диск, представляет собой известный физический эксперимент с вращающимся диском с сегментами в различных цвета (обычно Ньютона основные цвета: красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго и фиолетовый или ROYGBIV) появляется как белый (или не совсем белый или серый), когда он очень быстро вращается.

Этот тип сочетания световых стимулов называется временным оптическим смешением, разновидностью смешивание с усреднением добавки.[1] Концепция, что человек визуальное восприятие не может различать детали высокоскоростных движений, широко известный как постоянство зрения.

Диск назван в честь Исаак Ньютон. Хотя он опубликовал круговую диаграмму с сегментами для основных цветов, которые он обнаружил, неясно, действительно ли он когда-либо использовал вращающийся диск для демонстрации принципов свет.

Прозрачные варианты для волшебный фонарь проекции были произведены.[2]

История

Около 165 г. Птолемей описанный в его книге Оптика вращающийся гончарный круг с разными цветами на нем. Он заметил, как разные цвета секторов смешивались в один цвет и как точки выглядели как круги, когда колесо вращалось очень быстро. Когда линии проводятся поперек оси диска, вся поверхность кажется однородной. "Визуальное впечатление, которое создается при первом обороте, неизменно сопровождается повторением случаев, которые впоследствии производят идентичное впечатление. Это также происходит в случае падающих звезд, свет которых кажется растянутым из-за их скорости движения, все в соответствии с количество ощутимого расстояния, которое он проходит вместе с чувственным впечатлением, которое возникает в зрительной способности ".[3][4]

Порфирий (c. 243 – c. 305) написал в своем комментарии к Птолемею Гармоники как чувства не стабильны, а запутаны и неточны. Определенные интервалы между повторными впечатлениями не обнаруживаются. Белое или черное пятно на вращающемся конусе (или вершине) появляется как круг этого цвета, а линия на вершине делает всю поверхность того же цвета. «Из-за скорости движения мы получаем впечатление линии на каждой части конуса, когда линия движется».[5]в XI веке Ибн аль-Хайтам, который был знаком с писаниями Птолемея, описал, как цветные линии на волчке нельзя было различить как разные цвета, а появлялись как один новый цвет, состоящий из всех цветов линий. Он пришел к выводу, что зрению требуется некоторое время, чтобы различить цвет. аль-Хайтам также отметил, что вершина казалась неподвижной при очень быстром вращении, «поскольку ни одна из ее точек не остается неподвижной на одном месте в течение любого заметного времени».[6]

Основные цвета Ньютона

6 февраля 1671 г. Исаак Ньютон написал статью об экспериментах, которые он проводил с 1666 г. преломление света через стеклянные призмы. Он пришел к выводу, что различные преломленные лучи света - хорошо отделенные от других - нельзя изменить ни с помощью дальнейшего преломления, ни с помощью отражения или других средств, кроме как путем смешивания с другими лучами. Таким образом, он нашел семь основных цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, «фиолетово-пурпурный» и индиго. Смешивая цветные лучи от призмы, он обнаружил, что «самой удивительной и чудесной композицией была композиция белизны», требующая, чтобы все основные цвета «смешались в должной пропорции».[7]

В ответ на Роберт Гук критику новой теории света, Ньютон опубликовал письмо в Философские труды в 17, с другими экспериментами, которые доказали, что солнечный свет существует из лучей разных цветов. Он описал, как зубцы вращающегося колеса за призмой могут блокировать часть света, так что все цвета будут проецироваться последовательно, если колесо вращается довольно медленно, но как все цвета будут смешаны в белый свет, если колесо повернись очень быстро. Он также указал, что лучи света, которые отражаются от разноцветных тел, ослабляются из-за потери многих лучей, и что смесь этих лучей дает не чисто белый, а серый или «грязный» цвет. Это можно было увидеть в пыли, которая при ближайшем рассмотрении показала бы, что она состоит из множества цветных частиц, или при смешивании краски нескольких цветов. Он также упомянул детский волчок, который выглядел бы «грязным», если бы его раскрасили в несколько цветов и заставляли быстро вращаться, взбивая его.[8]

Изложив свои выводы о разделении солнечного света на основные цвета и смешивании их вместе в белый свет, Ньютон представил цветовой круг чтобы проиллюстрировать отношения между этими цветами в своей книге Opticks (1704).[9]

Многие современные источники утверждают, что сам Исаак Ньютон использовал вращающийся диск с цветными секторами, чтобы продемонстрировать, как белый свет на самом деле представляет собой соединение основных цветов.[10][11][12] Однако они не ссылаются на какой-либо исторический источник.

В соответствии с Плато Джозеф первым описал, как вращающийся диск с семью основными цветами Ньютона будет показывать (несовершенный) белый цвет, был Питер ван Мушенбрук в 1762 г.[13]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Бриггс, Дэвид (2012-08-12). «Аддитивное смешивание, аддитивное усреднение». Размеры цвета. Получено 2018-08-11.
  2. ^ Гринслейд младший, Томас Б. «Цветовое колесо Ньютона». Инструменты естественной философии. Kenyon College. Получено 2018-08-11.
  3. ^ Смит, А. Марк (1999). Птолемей и основы древней математической оптики: управляемое исследование на основе источников. Американское философское общество. ISBN  9780871698933.
  4. ^ Смит, А. Марк (1996). «Теория зрительного восприятия Птолемея: английский перевод« Оптики »с введением и комментариями». Труды Американского философского общества. 86 (2): iii – 300. Дои:10.2307/3231951. JSTOR  3231951.
  5. ^ Баркер, Эндрю (2015-09-15). Комментарий Порфирия к гармоникам Птолемея: греческий текст и аннотированный перевод. Издательство Кембриджского университета. ISBN  9781107003859.
  6. ^ Альхазен (2001). Смит, А. Марк (ред.). Теория визуального восприятия Альхасена: критическое издание с английским переводом и комментариями первых трех книг книги Альхасена De Aspectibus, средневековой латинской версии Китаб аль-Маназир Ибн аль-Хайсена. Американское философское общество. ISBN  9780871699145.
  7. ^ Ньютон, Исаак (1671). "Письмо г-на Исаака Ньютона, профессора математики Кембриджского университета; содержащее его новую теорию о свете и цветах: отправлено автором издателю из Кембриджа, 6 февраля 1671/72; для того, чтобы быть Передано Обществу Р. ». Философские труды Королевского общества. 6 (80): 3075–3087. Bibcode:1671РСПТ .... 6.3075Н. Дои:10.1098 / рстл.1671.0072. JSTOR  101125.
  8. ^ Королевское общество (Великобритания); Великобритания), Королевское общество (Великий; Хаттон, Чарльз; Мати, Пол Генри; Пирсон, Ричард; Шоу, Джордж; Стюарт, Александр; Великобритания), Королевское общество (Великобритания; Великобритания), Королевское общество (Великое (1672). Философские труды Лондонского королевского общества. v.7-8 = No. 81-100 (1672-1673). Лондон :: Лондонское королевское общество.CS1 maint: лишняя пунктуация (связь)
  9. ^ Ньютон, Исаак (1730). Opticks: Or, Трактат об отражениях, преломлениях, перегибах и цветах света. Уильям Иннис в Вест-Энде Святого Павла. С. 154–158.
  10. ^ Вайнхольд, Адольф Фердинанд; Лоуи, Бенджамин (1875). Введение в экспериментальную физику, теоретическую и практическую: включая указания по созданию физических приборов и проведению экспериментов. Лонгманс, Грин. п.541.
  11. ^ Исаак Ньютон.
  12. ^ Перейра, Дэвид (30.06.2011). Искусство фотографии HDR. ISBN  9781937367022.
  13. ^ Mémoires de l'Academie royale des Sciences, des lettres et des beaux-arts de Belgique (На французском). L'Académie. 1878 г.

внешняя ссылка