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自然哲学的数学原理
1.9.14.3 命题XCVI 定理L
命题XCVI 定理L

假定同样的情形,且入射前的运动较入射后的运动更迅速:我说,物体,由于入射线的弯折,最终被反射,且反射角等于入射角。

因为想象物体在平行的平面Aa,Bb,Cc等等之间画出抛物线形的弧,如同前面;且设那些弧为HP,PQ,QR等等。再设入射直线GH向第一个平面Aa如此倾斜,使得入射的正弦比它的圆的半径,按照与入射的正弦比在空间DdeE中离开平面Dd出射的正弦同样的比:且因为出射的正弦现在等于半径,出射角为直角,由此出射线与平面Dd重合。物体到达这个平面的点R;又因为出射线与同一个平面重合,很明显物体不能再向着平面Ee前进得更远。然而,它也不能在出射直线Rd上前进,因为它持续受到向着入射介质的吸引或者推动。所以它返回到平面Cc,Dd之间,画出抛物线弧QRq,其主顶点(正如伽利略曾证明过的)在R;与平面Cc在q与先前在Q以相同的角相截;然后在抛物线弧qp,ph等等上前进,它们与前面的抛物线弧QP,PH相似且相等,与其余平面在p,h等等与在P,H等等以相同的角相截,且最终在h以与在H进入时同样的倾斜离开。现在想象平面Aa,Bb,Cc,Dd,Ee等等的间隔减小且数目增加至无穷,使吸引或者推动作用,遵照任意设定的定律,成为连续的;则出射角总等于入射角,因而现在仍然保持相等。此即所证。

解释

这些吸引与按照给定的正割之比的反射和折射非常相似,正如斯涅耳所发现的,又由逻辑推理,按照给定的正弦之比,正如笛卡儿所展示的。因为由木星的卫星的天象,目前已确定无疑,不同天文学家的观测已证实,光线连续传播,且自太阳到达地球大约要七或者八分钟时间。此外,光线在空气中(近来格里马尔迪发现,他让光线通过小孔进入黑暗的房间,这我自己也曾实验过)经过不透明或者透明物体的棱角(诸如由金、银或者铜铸造的钱币的圆形或者方形边缘,以及刀子、石头和碎玻璃的锐利边缘)围绕物体弯曲,好像被吸向物体;且这些光线中,其路径愈靠近物体,弯曲愈甚,好像它们受到的吸引愈大,正如我自己所做过的辛勤观察。且那些在较远距离经过的弯曲较小,再者,距离更远的略微弯向正对着的方向,并形成三个色带。在图中,指定s为刀或者任意楔AsB的锋;且gowog,fnunf,emtme,dlsld为光线,弧owo,nun,mtm,lsl向刀弯曲;弯曲的大小按照它们离刀的距离。此外,由于光线如此的弯曲发生在刀之外的空气中,遇到刀的光线,在它碰到刀之前在空气中弯曲。且光线进入玻璃的情况一样。所以折射,不在入射点发生,而是逐步地由光线连续弯曲,一部分在碰到玻璃之前,一部分(如果我没有弄错的话)在玻璃中,在它们进入之后:正如所画的光线ckzc,biyb,ahxa,它们在r,q,p进入玻璃,且在k和z,i和y,h和x之间弯曲。所以,由于光线传播和物体前进之间的类似,依我之见在下面附加上用于光学的命题;同时对于光的本性(无论它们是否是物体)全然不争论,而仅确定物体的轨道,它们与光线的轨道非常相似。