Избранное
ЭБ Нефть
и Газ
Главная
Оглавление
Поиск +
Еще книги ...
Энциклопедия
Помощь
Для просмотра
необходимо:


Книга: Главная » Введенский Б.А. Большая советская энциклопедия Том 31
 
djvu / html
 

ioo
ОПТИКА
предполагаются перпендикулярными к плоскости поляризации, и различие между средами сводится только к различию в плотности».
Радикальное разрешение всех трудностей, связанных с упругой волновой теорией, было получено, когда англ, учёный К. Максвелл, развивая учение об электромагнитном поле, основанное на важнейших открытиях англ, учёного М. Фарадея, пришёл к мысли (1865), что свет представляет собой электромагнитный волновой процесс; т. о., представление об упругом эфире было устранено. Световой вектор Френеля оказался идентичным с элект-рич. вектором электромагнитной теории, а световой вектор Неймана — с магнитным. Среди большого круга вопросов, к-рый был затронут электромагнитной теорией свети, Максвелл рассмотрел и проблему светового давления. Сторонники корпускулярной теории света полагали, что решительным подтверждением этой теории явилось бы доказательство существования механич. момента у световых лучей. В связи с этим попытки обнаружить световое давление были весьма многочисленны (от франц. учёного В. Гомберга в 1708 до англ, учёного У. Крукса в 1874). Но они не увенчались успехом вследствие огромных экспериментальных трудностей. Неудачи этих попыток Юнг считал (1802) даже экспериментальным аргументом в пользу волновой теории света и против теории истечения. Однако Максвелл показал (1873), что, с точки зрения электромагнитной волновой теории, световое давление также должно иметь место, и вычислил его величину. В 1876 итал. учёный А. Бартоли привёл термодинамич. обоснования существования светового давления. Экспериментальное доказательство светового давления было получено лишь в 1899 русским учёным П. Н. Лебедевым (ем. Давление света).
Первым указанием на связь электромагнетизма с О. явилось открытие (1846) Фарадеем явления вращения плоскости поляризации света в магнитном поле (см. Магнитооптика и Электрооптика). С другой стороны, было установлено, что отношение электромагнитной единицы силы тока к электростатической приблизительно равно 3-Ю10 см/сек, т. е. скорости света (нем. учёные В. Вебер и Р. Кольрауш, 1856). Теоретич. исследования Максвелла показали, что изменения электромагнитного поля не остаются локализованными в пространстве, но распространяются в вакууме со скоростью, равной упомянутому отношению единиц, т. е. со скоростью света. Заключение это получило экспериментальное обоснование в опытах (1888) нем. учёного Г. Герца, к-рый получил и исследовал электромагнитные волны, возникающие при колебательном электрич. разряде. В 1895 изобретатель радио русский учёный А. С. Попов применил волны Герца к передаче сигналов. Согласно Максвеллу, электромагнитные волны в
среде распространяются со скоростью v = -4= , где
УФ
•с —скорость волн в пустоте, равная 3-Ю10 см/сек, .а е и (1 — диэлектрическая и магнитная проницаемости среды. Таким образом, показатель преломления электромагнитных волн есть п—Уьу.. Это соотношение даёт связь между оптическими свойствами вещества и его электрическими и магнитными свой-•ствами. Из приведённого соотношения не видно, что величина п должна зависеть от длины волны. Между тем, для света такая зависимость (дисперсия показателя преломления) была установлена еще Ньютоном. Первые намёки на возможность теоретич. интерпретации дисперсии встречаются у Эйлера; Фре-яель указал, что влияние частиц вещественной сре-
ды на свойства заключённого в ней эфира может привести к зависимости скорости света от длины волны X, если размеры областей, испытывающих это влияние, сравнимы с X. Исходя из этих идей, франЦ; математик О. Коши развил теорию дисперсии и получил (1836) формулу
выражающую зависимость показателя преломления от длины волны X и постоянных а, Ъ, с ..,, характеризующих данную среду. Формула Коши хорошо передавала т. и. нормальный ход дисперсии в прозрачных телах, когда п растёт по мере уменьшения X. В 1862 франц. учёный Ф. Леру обнаружил в парах иода участок дисперсионной кривой, где я уменьшалось с X (аномальная дисперсия). Нем. учёный А. Кундт показал (1871), что это явление имеет общий характер и связано с поглощением волн средой. Нем. физик В. Зельмейер (1872) объяснил явление аномальной дисперсии, исходя из идеи взаимодействия световой волны с упругими резонаторами, составляющими вещественную среду. Рассматривая влияние вынужденного колебания резонаторов, обладающих затуханием, на скорость световой волны, нем. учёный Г. Гельмгольц дал (1874) полную теорию дисперсии в рамках упругой теории света. Впрочем, как впоследствии обнаружил Рэлей, Максвелл развил сходную теорию дисперсии еще в 1869. С помощью специально разработанного метода исследования, позволяющего получить весьма точные результаты, русский физик Д. С. Рождественский показал (1912), что теоретич. формулы весьма хорошо согласуются с опытом. Области, соответствующие собственным частотам атомных резонаторов, являются областями сильного поглощения, с к-рыми совпадают области «аномального» хода показателя преломления. Идея взаимодействия волны и резонатора применима к любому волновому явлению и сохраняет свою силу и в электромагнитной теории света. Однако для учёта этого обстоятельства положения теории Максвелла, ограничивающейся для характеристики электромагнитных свойств вещества взятыми из опыта параметрами (Е и ц), недостаточны. Требовалось более детальное рассмотрение процессов взаимодействия вещества и света, покоящееся на углублённом представлении о структуре вещества. Это и было сделано в 90-х гг. в ряде работ нем. учёных П. Друде, Г. Гельмгольца и особенно голл. учёного Г. А. Лоренца, к-рому принадлежит наиболее последовательная электронная теория (см.) вещества и света. Представление об электронах, входящих в состав атомов и молекул и могущих совершать в них колебания с определённым периодом, было весьма плодотворным для объяснения явлений испускания и поглощения света веществом, включая влияние магнитного и электрич. поля на длины волн, испускаемых атомами; с помощью этих представлений оказалось возможным рассмотреть многообразные явления О., обусловленные взаимодействием света и вещества, в т. ч. и явления дисперсии света, ибо диэлектрич. проницаемость е оказывается, с электронной точки зрения, зависящей от частоты электромагнитного поля, т. е. от длины волны X. Для установления этой зависимости необходимо определить смещение электрона в атоме или молекуле под действием внешнего поля любой частоты. Электронная теория применяет для этого законы классич. механики к электрону, причём связь электрона с атомом предполагается упругой. Блестящим подтверждением электронных представлений в О. явилось открытие, изучение и истолкование воздействия магнитного поля на частоту

 

1 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640


Большая Советская Энциклопедия Второе издание