Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Гриченко В.Т. -> "Гармонические колебания и волны в упругих телах" -> 4

Гармонические колебания и волны в упругих телах - Гриченко В.Т.

Гриченко В.Т. Гармонические колебания и волны в упругих телах — К.: Наука, 1981. — 284 c.
Скачать (прямая ссылка): garmonicheskievolnivuprugih1981.djvu
Предыдущая << 1 .. 2 3 < 4 > 5 6 7 8 9 10 .. 114 >> Следующая

гипотезы Френеля. Особенно сильно эти трудности проявились при
рассмотрении задачи об отражении и преломлении плоских волн на границе
раздела двух упругих сред. В работах Коши (1830- 1836) и Грина (1839)
установлено, что для выполнения шести граничных условий, выражающих
непрерывность смещений и напряжений на границе раздела, необходимо
учитывать как поперечные, так и продольные волны. Однако продольные
световые волны в экспериментах не были обнаружены. Интересно, что
открытые Рентгеном (1895) новые лучи вначале отождествлялись рядом
физиков (в том числе и автором открытия) с продольными световыми волнами.
Трудности в получении формул Френеля исходя из условия, что эфир имеет
свойства реальных упругих тел, побудили ряд авторов к поиску путей
устранения противоречий между результатами теории и экспериментом. Эти
пути условно можно разделить на три класса.
1. Делались попытки строгие граничные условия теории упругости заменить
более или менее произвольными условиями. К этому направлению относятся
работы Неймана (1835), Кирхгофа (1876), Мак-Куллага (1836).
2. Способ устранения продольных волн в упругом теле заключался в принятии
одной из двух противоположных гипотез: 1) эфир абсолютно несжимаем,
продольные волны распространяются с бесконечно большой скоростью; 2) эфир
бесконечно сжимаем, скорость продольных волн равна нулю [143].
На основе первой гипотезы Грин (1839) получил формулу "синусов" Френеля и
показал, что формула "тангенсов" справедлива лишь приближенно. Используя
вторую гипотезу, Томсон (лорд Кельвин) (1888) получил все формулы
Френеля. Однако эта гипотеза связана с предположением об отрицательной
сжимаемости среды и требует "закрепления" эфира на бесконечности.
Необычность этой гипотезы привела к тому, что теория Кельвина не получила
широкого распространения, тем более что в то время уже существовала
электромагнитная теория Максвелла.
3. Делалась попытка более строго учесть взаимодействие вещества и эфира.
Были выдвинуты различные теории этого взаимодействия (Буссинеск (1867),
Ламе (1852), Гельмгольц (1875), Ломмель (1878), Кеттелер (1865-1885),
Фойхт (1883) и др ) Данные теории в основном были направлены на
объяснение эффекта
9
аномальной дисперсии, хотя последние два автора изучали и задачу об
отражении и преломлении света Введение дополнительных гипотез
относительно характера взаимодействия на границе также не дало
удовлетворительных результатов.
Интересная попытка решить противоречие в задаче об отражении и
преломлении света на основе теории упругости принадлежит Мак-Куллагу
(1839). Он постулировал модель "ротационно-упругого эфира", для которого
потенциальная энергия зависит от вращения объемного элемента, а не от
изменения его формы и объема. В такой теории продольная волна отсутствует
и все волны распространяются с одной скоростью. Позднее Фитцджеральд
(1880) обратил внимание на формальную аналогию между уравнениями
электромагнитной теории Максвелла (1865) и механической теории Мак-
Куллага. Отметим, что физические идеи, лежащие в основе обеих теорий,
различны.
В работах Гельмгольца (1870), Лорентца (1875-1877), Д. Томсона (1880)
четко выявлены преимущества электромагнитной теории Максвелла. В этой
теории предусматривается отсутствие продольных волн и нет необходимости
использовать дополнительные гипотезы для получения формул Френеля.
Экспериментальное подтверждение Герцем (1888) электромагнитной теории не
оставило никаких сомнений в том, что свет не является упругой волной.
Рэлей (1888) отмечал, что "упругую теорию света, ценную с чисто
динамической точки зрения и, вероятно, не лишенную математической
аналогии с реальностью, в оптике можно рассматривать лишь в качестве
иллюстрации" [122, с. 7].
Интересно, что электромагнитная теория света наибольшее сопротивление
встретила именно среди английских физиков. Так, В. Томсон (лорд Кельвин)
строил большое количество механических моделей эфира [67, 79]. Даже в
1904 г. он утверждал [88, с. 102], что "так называемая электромагнитная
теория света до сих пор rfaM ни в чем не помогла". Шустер в том же году в
предисловии к книге [149] отметил, что "уравнения, составляющие
современную электромагнитную теорию света, сослужили отличную службу; на
них следует смотреть как на остов, к которому должна точно прийтись
будущая более полная теория, но сами по себе они такой окончательной
теории света не составляют". Вместе с тем еще в конце XIX века ряд важных
работ по дифракции света основьвгл-ся на теории упругих волн в среде.
2. Дифракция упругих волн. Возникновение и развитие упругой теории
света естественно привело к исследованию явления дифракции. Первые работы
в этом направлении принадлежат Стоксу (1849, 1852). Он изучал прохождение
упругих волн через отверстие в экране и вычислил амплитуду, поляризацию
дифрагированных волн на значительном по сравнению с длиной волны
расстоянии от препятствия.
По-видимому, первое строгое рассмотрение дифракции упругих (векторных)
Предыдущая << 1 .. 2 3 < 4 > 5 6 7 8 9 10 .. 114 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed