Это были те самые кольца, которые сейчас носят его имя. Забыв обо всем на свете, он сдвигал и раздвигал линзы, и кольца разных цветов как будто рождались в центре стекла и расходились, как круги на воде.
При этом каждому кольцу — то есть каждому цвету — соответствовала определенная толщина воздушной прослойки между линзами. Сближая линзы, он уменьшал эту прослойку, и тогда кольцо отходило на периферию. Зная кривизну линзы, можно было вычислить толщину воздушного слоя под каждым из колец. С величайшей тщательностью, много раз повторяя одно и то же измерение, Ньютон определил эту величину для фиолетовых, синих, голубых, зеленых, желтых и оранжевых колец. И тогда оказалось, что расстояния между поверхностями двух линз в каждом слое относятся между собой, как квадраты радиусов колец.
Чувствуя, что он нащупал какую-то важную закономерность, Ньютон сравнил радиусы цветных колец с радиусами темных промежутков. Первые возрастали от центра к периферии, как корни квадратные из нечетных целых чисел, вторые — как корни квадратные из четных. Воздушные промежутки между линзами для светлых кругов оказались пропорциональны нечетным числам, а для темных — четным. Чередование колец подчинялось строгому математическому закону. Если перевести этот закон на язык нашей современной науки, то станет ясно, что Ньютон открыл периодичность света и определил длину волн для каждого из цветов спектра.
Но откуда берутся радужные кольца? Сейчас на этот вопрос может ответить школьник. Световая волна сначала пересекает границу линзы и воздушного промежутка, а потом границу этого промежутка и второй линзы. Часть волны отражается, а другая идет дальше. Отраженная волна принимает на себя встречную, и так же, как это происходит на воде, когда сталкиваются две волны, результат будет зависеть от того, на какой фазе движения встречаются волны. Там, где. фазы одинаковы, амплитуда волны увеличится, там., где они противоположны, произойдет взаимное погашение волны. А глаз будет воспринимать это как чередование светлых и темных полос.
Итак, в системе двух линз одновременно происходят интерференция (сложение волн) и дисперсия (разложение белого света на составные части). Оттого и возникают кольца, и притом цветные.
Добавим к этим двум свойствам света третье — дифракцию. Ньютон проверил опыт Гука с бритвой, поставил целую серию опытов с двумя бритвами — сближал их и пропускал между ними луч света. Результат был тот же: тень лезвия не имеет четкой границы, лучи словно огибают бритву. Казалось бы, все должно было убедить Ньютона, что свет в самом деле напоминает волны и что по крайней мере в этом Гук прав…
