История теории эфира и электричества - Уиттекер Э.
ISBN 5-93972-070-6
Скачать (прямая ссылка):
объясняется тем, что элемент, которому соответствует D линия спектра,
содержится не в спирте, а в фитиле. В 1855 г. Фуко приехал в Лондон для
получения медали Копли Лондонского королевского общества, где он описал
свои опыты с дугой Стоксу, который впоследствии рассказал о них Томсону.
"В своем разговоре с Томсоном, - сказал Стокс^, - я, для объяснения связи
светлых и темных линий спектра, провел аналогию со струнами фортепиано,
настроенными на одну ноту, которые могут издавать звук не только при
игре, но и отозваться, если в воздухе раздастся звук такой же
тональности, что объясняется эффектом поглощения колебаний воздуха. Я
также сказал Томсону, - добавил он'*, - что, на мой взгляд, в атмосфере
солнца присутствуют пары натрия".
Томсон ухватился за эти две идеи - объяснение наличия темных линий с
точки зрения динамики и возможность их применения в химии солнца, - и
представил их на профессорских лекциях в университете Глазго4. В своем
письме Стоксу от 2 марта 1854 года'' он выдвинул предположение о том, что
кроме паров натрия в атмосфере солнца и звезд можно обнаружить и другие
элементы в парообразном состоянии, если поискать вещества, которые
производят в спектре пламени, светлые линии, совпадающие с темными
линиями спектра солнца и звезд, кроме D линииС
В 1853 году Ангстрем представил Шведской академии наук
7
свои научный труд , в котором он утверждал, что раскаленный газ
^Напечатано в Math, and Phys. Papers Стокса, IV, с. 368.
2Стокс Memoir and Sci. Correspondence, II (Кембридж, 1907 г.), с. 73.
^Ibid., с. 83.
^Должно быть, это произошло вскоре после его разговора со Стоксом, так
как он говорит: "Я начал преподавать этот материал своим студентам в
курсе 1852-3 гг., как показывает старая студенческая тетрадь, которая у
меня есть". (Стокс Math, and Phys. Papers, IV, с. 374).
'Напечатано в Math, and Phys. Papers Стокса, IV, с. 369.
6См. также президентское обращение Томсона к Британской ассоциации в 1871
году (В. A. Rep. 1871, с. LXXXIV); некролог Рэлея на смерть Стокса (Royal
Society Year Book, 1904; Рэлей Scientific Papers, V, с. 173).
7Stockh. Akad. Handl. 1852-3, c. 229; Phil. Mag. <4) IX (1855), c. 327;
Ann. d. Phys. XCIV (1855), c. 141.
Классическая теория излучения
437
испускает светящиеся лучи той же преломляемости, что и лучи, которые он
поглощает при обычной температуре, что, пусть и не совсем точно,
показывает уровень, на котором в то время находилось изучение
взаимозависимости излучения света и его поглощения.
В 1858 году шотландский физик Бальфур Стюарт (1828-87) подошел к этому
вопросу с совершенно другой точки зрения. Сейчас мы ее рассмотрим.
В этой главе мы рассуждали так, словно существуют лучи монохроматического
света. Однако это не более чем приближение к истине: луч света может лишь
приближаться к монохроматическому, так как, строго говоря, в нем всегда
присутствуют составляющие с различными длинами волн, какой бы узкой ни
была область спектра, в которую они заключены. В этом и состоит отличие
оптики от акустики, где всегда можно различить звук, имеющий одну
единственную определенную частоту. Когда же мы рассматриваем, например,
излучение раскаленной докрасна кочерги, то всегда следует помнить о том,
что в нем имеется множество составляющих, длины волн которых находятся по
всей широкой области спектра.
В конце XVIII-начале XIX века Пьер Прево^ (1751-1839) из Женевы заметил,
что раскаленное докрасна тело испускает излучение и при этом остывает.
Однако тогда можно предположить, что если несколько таких тел расположить
так, что каждое из них будет поглощать все излучение другого, будет
наблюдаться равновесное состояние, при котором все тела будут сохранять
определенную температуру. В этой системе каждое тело испускает излучение,
как если бы в ней не присутствовали другие тела, но так как оно еще и
поглощает излучение других тел, то, как заметил Прево, оно должно
получать ровно столько тепла, сколько отдает. Сейчас мы знаем это явление
как закон обмена Прево.
Ход рассуждений Прево продолжил Бальфур Стюарт^, который заметил, что
пластинка каменной соли обладает намного меньшей теплопрозрачностью для
теплового излучения массы этого вещества, нагретого до температуры 100°C,
чем для теплового излучения другого вещества, нагретого до такой же
температуры. Из этого Стюарт сделал вывод о том, что лучеиспускательная
способность любого вещества равна его поглощательной способности для
любого рода
1Recherches physico-mecaniques sur la chaleur, Женева, 1792; Essai sur la
calonque rayonnant, Женева, 1809.
2Trans. R. S. Edin. XXII (март 1858 г.), с. 1; см. Рэлей Phil. Mag. I
(1901), с. 98.
438
Глава 12
тепловых лучей. Распространение этого закона на световое излучение было
очевидным. Сам Стокс не догадался, что общий закон Прево об обмене
излучением можно применить к частному случаю излучения вещества в
зависимости от его преломляемости; то есть, если пламя натрия испускает
