История теории эфира и электричества - Уиттекер Э.
ISBN 5-93972-070-6
Скачать (прямая ссылка):
Лондон, 1912.
3Из первого диалога Беркли между Гиласом и Филоном может показаться, что
это мнение нашло поддержку в Англии в 1713 г. "Гилас: Скажу тебе, Филон,
что внешний свет - это ничто иное, как тонкая текучая субстанция,
крошечные частицы которой, возбужденные быстрым движением, сообщают
различные движения зрительным нервам".
4Traite de la lum., с. 17.
3 Необходимо отметить, что "волны" Гюйгенса современные ученые, следуя
Гуку, называют "импульсами"; Гюйгенс же никогда не считал, что цугам
настоящих волн свойственна периодичность.
44
Глава 1
деленный момент времени to- Тогда каждый элемент поверхности фронта волны
можно рассматривать как источник вторичной волны, которая в однородной
изотропной среде будет распространяться наружу от элемента поверхности
фронта волны в форме сферы, радиус которой в любой последующий момент
времени t пропорционален (t - to). А фронт волны, который представляет
полное возмущение в момент времени t, является огибающей вторичных волн,
которые возникают из различных элементов поверхности исходного фронта
волны. Введение этого принципа позволило Гюйгенсу объяснить явления
преломления и отражения, тогда как Гуку и Парди это не удалось. Метод
Гюйгенса заключался в объединении его собственного принципа с принципом
Гука о последовательном прохождении правой и левой сторон фронта волны в
тот момент, когда он достигает поверхности раздела двух сред. Реальное
объяснение отражения заключается в следующем.
Пусть АВ - это поверхность раздела сред, где происходит отражение. АН С -
падающий фронт волны в момент времени to, a GMB - положение, которое
фронт волны будет занимать в более поздний момент t, если распространение
света не будет прервано отражением. Тогда по принципу Гюйгенса вторичная
волна из т. А в момент t будет являться сферой RNS радиуса AG\ возмущение
от т. Н, достигнув поверхности раздела в т. К, образует вторичную волну
TV радиуса КМ. Аналогично можно найти вторичную волну, соответствующую
любому другому элементу исходного фронта волны. Очевидно, что огибающей
этих вторичных волн, которая
История развития теории эфира до смерти Ньютона 45
представляет конечный фронт волны, будет плоскость BN, которая наклонена
к АВ под тем же углом, что и АС. Отсюда вытекает закон отражения.
Закон преломления устанавливается путем подобного рассуждения на основе
предположения, что скорость света зависит от среды, в которой он
распространяется. Поскольку луч, проходящий из воздуха в стекло,
отклоняется вовнутрь по отношению к нормали, то можно сделать вывод, что
в стекле свет движется медленнее, чем в воздухе.
Гюйгенс предложил физическое объяснение изменения скорости света в разных
средах, предположив, что прозрачные тела состоят из твердых частиц,
которые взаимодействуют с материей эфира, изменяя ее упругость. Развивая
эту идею, он объяснил непрозрачность металлов, предположив, что одни
частицы металлов твердые (они отвечают за отражение), а остальные мягкие
(они препятствуют движению свечения, ослабляя его).
Вторая часть Трактата о сеете посвящена явлению, которое было обнаружено
за несколько лет до его написания датским философом Эрасмусом Бартолином
(1625-98). Один моряк привез из Исландии в Копенгаген несколько красивых
кристаллов, которые он
собрал в заливе Роерфорд. Они попали к Бартолину, который заме--1
тил , что, если смотреть через один из этих кристаллов на небольшой
предмет, то, кажется, что этот предмет удваивается. Бартолин счел прямой
причиной этого явления то, что луч света, попадая в кристалл, в общем
случае разделяется на два преломленных луча. Один из этих лучей
подчиняется обыкновенному закону преломления, а второй, названный
необыкновенным лучом, подчиняется совершенно иному закону, который
Бартолин так и не смог определить.
С этого момента данным вопросом занялся Гюйгенс. Поскольку в его
понимании каждый луч света соответствует распространению фронта волны, то
два луча в исландском шпате должны соответствовать двум разным фронтам
волны, которые распространяются одновременно. Для Гюйгенса эта идея не
представила никакой сложности, он сказал: "Пространство, занимаемое
несколькими видами материи, определенно позволяет распространяться
несколькими видам волн, скорость которых различна; поскольку именно это и
происходит в воздухе, смешанном с материей эфира, где распространяются и
звуковые, и световые волны".
1Experlmenta cnslalli Islandki disdiadaslici, 1669.
46
Глава 1
Поэтому он решил, что возмущение света, вызванное в любой точке внутри
кристалла исландского шпата, распространяется в форме волновой
поверхности, состоящей из сферы и сфероида с центром в источнике
возмущения. Сферический фронт волны соответствует обыкновенному лучу, а
сфероидный - необыкновенному; и направление преломления необыкновенного
луча можно определить с помощью геометрического построения, в котором
сфероид занимает место сферы при построении обыкновенного луча.
