История теории эфира и электричества - Уиттекер Э.
ISBN 5-93972-070-6
Скачать (прямая ссылка):
Итак, пусть плоскость рисунка находится под прямым углом к пересечению
фронта волны с поверхностью кристалла. Пусть АВ представляет след
падающего фронта волны. Допустим, что возмущение от т. В достигает
поверхности раздела сред в т. Т за единицу времени. За это же время
возмущение от т. А распространится в кристалле в форме сферы и сфероида;
так что фронтом волны, соответствующим обыкновенному лучу, будет
плоскость, касательная к сфере и проходящая через линию, следом которой
является т. Т ; а фронтом волны, соответствующим необыкновенному лучу,
будет плоскость, касательная к сфероиду и проходящая через ту же линию.
Точки соприкосновения N и М определят направления AN и AM двух
преломленных -1
лучей внутри кристалла.
В своей работе Трактат о сеете Гюйгенс не делал попыток дать детальное
физическое объяснение сфероидной волны, хотя и рассказал о ней в письме к
Папену2, написанном в декабре 1690 года. "Что касается видов материи,
содержащихся в исландском шпате, - говорит он, - то я полагаю, что один
из них состоит из небольших сфероидов, а другой - занимает промежутки
между этими сфероидами, тем самым являясь их связкой. Кроме этих двух
видов материи там присутствует еще и материя эфира, которая пропитывает
весь кристалл, находясь как между частицами двух вышеупомянутых ма-
^Слово луч в волновой теории всегда применяется по отношению к линии,
проходящей от центра волны (т. е. источника возмущения) до точки на ее
поверхности, независимо от угла наклона этой линии к элементу поверхности
волны, к которому она примыкает, т. к. эта линия обладает оптическими
свойствами "лучей" теории излучения.
2Гюйгенс (Euvres (изд. 1905), X, с. 177.
История развития теории эфира до смерти Ньютона 47
терий, так и внутри этих частиц. Я считаю, что и малые сфероиды, и
материя, заполняющая пространство между ними, состоят из небольших
неподвижных частиц, среди которых рассеяны еще меньшие частицы эфира,
находящиеся в постоянном движении. Нет причины, по которой обыкновенный
луч в кристалле не может быть вызван волнами, которые распространяются в
этой эфирной материи. Для объяснения необыкновенного преломления я
представлю другой вид волн, который переносит как материя эфира, так и
два других вида материи, из которых состоит кристалл. Я полагаю, что
материя малых сфероидов передает такие волны немного быстрее, чем материя
эфира; а материя, которая окружает сфероиды, передает эти волны немного
медленее, чем та же материя эфира. . . Эти же волны, распространяясь в
направлении ширины сфероидов, встречают на своем пути, главным образом,
материю сфероидов или, по крайней мере, меньше препятствий, а потому
распространяются немного быстрее. Таким образом, распространение
светового возмущения можно рассматривать как сфероидный слой".
Проводя опыты с исландским шпатом, Гюйгенс сделал еще одно важнейшее
открытие^. Он заметил, что два луча, образующиеся при двойном
лучепреломлении, впоследствии ведут себя отлично от обыкновенного света,
который не подвергался двойному лучепреломлению; в частности, когда один
из этих лучей падает на второй кристалл исландского шпата, то при
некоторых обстоятельствах он образует два преломленных луча, а при других
- всего один. Поведение луча при втором преломлении можно изменить
простым вращением второго кристалла вокруг луча, взятого в качестве оси:
луч подвергается обыкновенному или необыкновенному преломлению, в
зависимости от расположения главного сечения кристалла в этом же или
другом (перпендикулярном ему) направлении.
Первые попытки объяснить наблюдения Гюйгенса были предприняты Ньютоном. В
1717 г. он показал2, что луч, образующийся при двойном лучепреломлении,
отличается от луча обыкновенного света так же, как длинный прут с
прямоугольным сечением отличается от такого же прута с круглым сечением.
Другими словами, свойства луча обыкновенного света одинаковы по отношению
ко всем направлениям, перпендикулярным направлению его распространения,
тогда как луч, полученный в процессе двойного лучепреломления,
1Theorie de la lumiere, с. 89.
"^Второе издание Оптики Ньютона, вопрос 26.
48
Глава 1
видимо, имеет стороны или обладает свойствами, связанными с особыми
направлениями, перпендикулярными его направлению. Процесс преломления
такого луча на поверхности кристалла зависит от положения его сторон
относительно главной плоскости кристалла.
Ньютону^ казалось, что такие свойства луча света не согласуются с
гипотезой, которая проводит аналогию между световыми и звуковыми волнами.
В этом он был прав; он совершенно справедливо
возражал против волновой теории, как ее понимали его современни-
2 с. 3
ки , но он не возражал бы против теории , которую столетие спустя
выдвинули Юнг и Френель.
Хотя главные исследования Гюйгенса в области оптики появились позднее
открытий, сделанных Ньютоном в 1666-72 гг., он все же был старше Ньютона
на тринадцать лет, и, что касается представления физической реальности,
