Náttúrufræðingurinn - 1994, Blaðsíða 66

sólina sortna og hverfa - átta mínútum eftir
að hún hætti að vera til - ljósið er rúmar
átta mínútur á leiðinni frá sól til jarðar.
■ ÖLDUHREYFING EÐA
STRAUMUR AGNA
Lögmál Newtons í aflfræði voru ekki eina
framlag hans til náttúruvísinda. Hann
fékkst talsvert við ljósfræði og gerði þar
merkilegar uppgötvanir. Hann greindi ljós
í frumliti sína með því að senda ljósgeisla
gegnum þrístrending úr gleri og skýrði liti
regnbogans með því hvemig ljósið brotnar
í regndropunum (árið 1666). Hann smíðaði
einnig spegilsjónauka og gaf Konunglega
vísindafélaginu breska. Sá sjónauki mun
enn vera til og einn af mestu dýrgripum
félagsins. Þama mddi Newton nýja braut,
spegilsjónaukar hafa þann kost fram yfir
linsusjónauka að í þeim gætir ekki lita-
skekkju, enda eru stærstu sjónaukar heims
nú á tímum allir spegilsjónaukar.
Newton gerði sér þá hugmynd um eðli
ljóss (um 1687) að það væri örsmáar agnir
er streymdu út frá ljósgjafanum - með
gífurlegum hraða, eins og sjá má í hvert
skipti sem ljós er kveikt eða slökkt. Með
þessari hugmynd var auðvelt að skýra
marga helstu eiginleika ljóss, svo sem
endurkast ljóss frá speglum og ljósbrot í
gleri. Ljósagnirnar endurvarpast frá yfir-
borði spegilsins eins og boltar frá vegg.
Þær fara hægar í glerinu en I lofti og því
verður brotið eðlilegt. Newton fannst eðli-
legt að Ijósagnirnar hefðu massa, en þá
myndi þyngdaraflið hafa áhrif á þær. Ef
ljósgeisli færi framhjá þungum hlut ætti
hann að sveigja af leið. En Newton var
ljóst að sú sveigja væri svo örsmá að hún
yrði ekki mæld með þeim tækjum sem
menn áttu þá yfír að ráða.
Önnur kenning um eðli ljóss kom fram
um svipað leyti (1678), sú skoðun að ljósið
sé ölduhreyfíng. Höfundur hennar var hol-
lenskur eðlisfræðingur, Christian Huyg-
ens, merkur vísindamaður sem hafði meðal
annars fundið upp á því snjallræði að nota
pendúl sem gangráð í klukkum, einnig
hafði hann gert merkar athuganir í stjörnu-
fræði. Öldukenning Huygens gat skýrt flest
atriði í hegðun ljóss jafn vel og agna-
kenning Newtons: endurkast þess og brot,
einnig litina: mismunandi litir ljóss svör-
uðu til mismunandi öldulengda í bylgj-
unum. Að vísu áttu menn dálítið bágt með
að kyngja því að ljósið skyldi berast eftir
beinum línum en beygja ekki fyrir hom
eins og öldur á vatni. Einnig var það
nokkur ráðgáta hvernig ljósið kæmist um
tómarúmið milli stjama, þær ölduhreyf-
ingar er menn þekktu hér á jörðu og báru
ljósið saman við voru ávallt í einhverju
efni. En úr þeim vanda var bætt með því að
skálda upp sérstakt efni, eterinn eða ljós-
vakann, sem hafði það eina hlutverk að
bera ljósöldumar. En ef til vill urðu þessi
atriði til þess að kenning Newtons hlaut
meiri byr framan af.
Rúmri öld síðar, árið 1801, gerði enskur
eðlisfræðingur, Thomas Young, tilraun sem
virtist kippa fótunum undan agnakenning-
unni: Hann beindi grönnum ljósgeisla
gegnum tvær örmjóar raufar á skermi.
Þegar þetta ljós féll á annan skerm að baki
raufaskermsins mátti búast við að geisl-
amir styrktu hvor annan og ljósbletturinn
yrði bjartari. En það gerðist ekki, í staðinn
komu margar myndir af raufunum, bjartar
og dimmar á víxl. Þetta gat kenning New-
tons ekki skýrt. En öldukenningin kunni
góð skil á því. Jafn ótrúlegt og það var að
Ijósagnimar tækju upp á því að éta hver
aðra, jafn auðskilið var að öldur geta þetta
ef topp á annarri ber í dal á hinni. Þarna
sýndist öldukenningin hafa unnið fullnað-
arsigur en hann entist henni ekki nema
fram yfír aldamótin 1900, þegar skammta-
kenningin (kvantafræðin) leiddi í ljós nýjar
hliðar á málinu.
■ SKAMMTAKENNINGIN
Það er þýski eðlisfræðingurinn Max
Planck sem kalla má föður skammta-
fræðinnar. Um síðustu aldamót voru eðlis-
fræðingar komnir í vanda sem virtist
óleysanlegur: að skýra algeislun - geislun
frá alsvörtum hlut, hugsuðum hlut sem
drekkur í sig alla þá geislun sem á hann
60