История теории эфира и электричества - Уиттекер Э.
ISBN 5-93972-070-6
Скачать (прямая ссылка):
Лармор в своих ранних работах2 настаивал на том, что электрические токи
не могут быть непрерывными, а должны состоять из дискретных электрических
зарядов, которые разделяет свободный эфир. Он заключил это из опытов
Роуланда3 (по созданию магнитного поля вращением наэлектризованого
проводника), Гельмгольца4 (по созданию разности электрических потенциалов
вращением проводника в магнитном поле) и явления униполярной индукции (в
которой электродвижущая сила индуцируется, когда магнит вращается вокруг
своей оси симметрии в своем собственном силовом поле). В последнем из
названных примеров он доказал, что электроны в магните, при их движении в
магнитном поле эфира, подвержены
xPhil. Mag. XXXVIII (1894), с. 418.
2Phil. Trans. (A), CLXXXV (1894), с. 719; CLXXXVI (1895), с. 695. См.
также Aether and Matter, с. 337 и Phil. Mag. VII (1904), с. 621.
3См. стр. 362-362.
4См. стр. 362.
432
Глава 11
силам, пропорциональным составляющей напряженности магнитного поля в
плоскости меридиана, которая создает электрическую сепарацию, смещая
положительные ионы по направлению к оси и в направлении длины магнита в
одну сторону, а отрицательные ионы - в противоположную сторону.
Открытие электрона и многочисленные исследования, с ним связанные,
создали Томсону репутацию первого из живущих физиков-экспериментаторов, и
именно так к нему обычно относились во второй половине его жизни. Однако
вклад, сделанный им в теоретическую или математическую физику, вряд ли
был менее важен, чем плоды его лабораторных исследований. Вероятно, самым
большим его достижением в чистой теории было открытие (о котором мы уже
упоминали1) электромагнитного импульса, а именно: в каждом единичном
объеме электромагнитного поля накапливается некоторое количество
механического импульса, пропорциональное векторному произведению
электрического и магнитного векторов. Это принцип необходим для
построения величины, которая будет описана позднее под названием
энергетического тензора; и без этого принципа не могла бы развиться ни
теория относительности, ни теория квантовой электродинамики.
За весь период своего пребывания на кафедре Кавендиша Томсон был активным
руководителем и вдохновителем великой исследовательской школы. Учреждение
статуса "аспиранта" в Кембридже в 1895 году привело к значительному
увеличению количества молодых выпускников из других университетов,
которые пришли работать в его лабораторию, вследствие чего через
несколько лет практически все важные кафедры физики Британской империи
заняли его ученики.
'См. стр. 375.
Глава 12 Классическая теория излучения
Тот факт, что пламя окрашивается в интенсивный желтый цвет, если к
горящему веществу добавить обычной соли, несомненно был известен уже в
глубокой древности. Впервые несколько смутное предположение, что данное
явление можно описать количественно, а значит, и включить его в область
науки, выдвинул в XVIII веке Томас Мелвилл^, который заметил, что желтый
цвет имеет определенный "коэффициент преломления". Совершенно с другой
стороны к проблеме излучения подошел в 1802 г. Уильям Хайд Волластон^
(1766-1828), который обнаружил, что спектр солнечного света пересекают
семь темных линий, перпендикулярных его длине. Это открытие, однако,
осталось незамеченным, и в более полной форме бы-
5-5 Ч
ло сделано заново баварским ученым Йозефом фон Фраунгофером (1787-1826),
который в 1814-15 гг. представил Мюнхенской академии наук картину
солнечного спектра, где было видно множество темных линий, главные из
которых он обозначил буквами. Позднее он с помощью дифракционной решетки
измерил4 длины волн наиболее сильных линий: например, длина волны линии D
у него получилась равной (в современных единицах измерения^) 5887,7
ангстрем^, и обнаружилось, что длина волны желтого цвета различных видов
1Physical and Literary Essays, II (Эдинбург, 1752 г.)
2Phil. Trans. XCII (1802), с. 365. Линии Волластона А, В, /, д, D, Е,
судя по всему, соответствуют фраунгоферовым линиям В, D, b, F, G, Н.
3Апп. d. Phys. LVI (1817), с. 264.
4Denkschr. Akad. d. Wiss. zu Munchen, VIII (1821-2), с. 1.
э Единица измерения длины волны, которая сейчас обычно используется, -
это ангстрем. Ее назвали в честь шведского физика, Андерса Ионаса
Ангстрема (1814-74): она равна 10-11~) метрам, или одной десятимилионной
миллиметра. Видимый спектр расположен в диапазоне от 8000 до 3900
ангстрем; ультрафиолетовые лучи, которые можно изучать в воздухе,
простираются примерно до 1 850 ангстрем. Иногда используют другие
единицы: (лд, равную 10 ангстремам, и (л или микрон,
равную 1000 или миллиметра.
^Линия D обычно бывает двойной, причем длина волн ее компонент равна 5
896,2 и 5 890,2 ангстрем.
434
Глава 12
пламени (о том, что желтый цвет появляется из-за присутствия натрия, еще
точно не знали) равна именно этой величине.
В 1826 г. У. Г. Фокс Толбот^ (1800-77) исследовал с помощью призмы свет
пламени, помещенного перед щелью. По его словам, "если взглянуть на
