История теории эфира и электричества - Уиттекер Э.
ISBN 5-93972-070-6
Скачать (прямая ссылка):
света. Рассматривая плоскополя-ризованную волну, примем, что ось х
параллельна электрическому вектору, так что магнитный вектор должен быть
параллелен оси у. Тогда вышеприведенное уравнение (III) превращается в
уравнение
дНу i дРх . w дРх dz ~ с dt + 71 с dz '
уравнение (IV) (если допустить, что В равно Н, что справедливо для
оптики) превращается в уравнение
dEx _ 1 dHy dz с dt
Уравнение, определяющее электрическую индукцию, дает
Dx = Ех + АттРх]
а уравнения (1) и (2) дают
4ттРх = (у2 - 1 )(ЕХ - ЩНу).
Некоторые интересные ссылки на идеи Герца, которые касаются объяснения
дисперсии на основе электромагнитной теории, можно найти в научном труде
Друде (Ann.
d. Phys. (6), I [1900], с. 437).
*См. стр. 303.
2См. стр. 228.
Классическая теория в эпоху Лоренца
475
Исключая Dx, Рх и Ну> мы имеем
2 д2Ех _ д2Е,
dz2 dt2
'X 5
2/2
или, пренебрегая w /с ,
d2Ex /I2 d2Ex 2w{ii,2 - 1) d2E,
^ О О . О 4" Q Clio.
9z2 c2 <9?2
dtdz '
'Ж 1
Подставляя Ex = е"Г zA)\/l^ так чт0 И обозначает скорость света
в движущемся диэлектрике по отношению к неподвижному эфиру, мы имеем
видно, что гипотезу Френеля о том, что весомое тело, которое находится в
движении, переносит с собой избыток эфира, который оно содержит по
сравнению с пространством, свободным от материи, Лоренц в своей теории
преобразовал в предположение о том, что поляризованные молекулы
диэлектрика, подобно множеству маленьких конденсаторов, увеличивают
диэлектрическую постоянную, и именно это (так называемое) увеличение
диэлектрической постоянной перемещается вместе с движущейся материей.
Таким образом, устраняется один очевидный недостаток теории Френеля,
связанный с тем, что его теория требовала, чтобы относительная скорость
эфира и материи была различна для света различных цветов. Теория Лоренца
требует только разных значений диэлектрической постоянной для света
разных цветов, а теория дисперсии дает этому требованию
удовлетворительное объяснение.
Правильность гипотезы Лоренца, в противоположность гипотезе Герца (в
которой предполагалось, что движущееся тело переносит
^Это уравнение впервые было дано в качестве результата электронной теории
Лоренца в последней главе его научного труда 1892 года, Arch. Neerl. XXV,
с. 525. Также его давал Лармор, Phil. Trans. CLXXXV (1894), с. 821.
Последняя формула является формулой Френеля2. Таким образом,
2См. стр. 138.
476
Глава 13
с собой весь содержащийся в нем эфир), впоследствии подтвердили различные
опыты. В 1901 году Р. Блондло1 провел воздушный поток через магнитное
поле, перпендикулярно магнитным силовым линиям. Воздушный поток был
направлен между пластинами конденсатора, которые соединял провод, так
чтобы они имели равный потенциал. В воздухе, при его движении в магнитном
поле, создавалась электродвижущая сила Е;. Согласно теории Герца эта сила
должна создавать электрическую индукцию D величины еЕ1 (где ? обозначает
диэлектрическую проницаемость воздуха, которая равна практически
единице), так что, согласно теории Герца, пластины конденсатора должны
зарядиться. Согласно теории Лоренца, с другой стороны, электрическая
индукция D определяется уравнением
D = Е + (е - 1)Е',
где Е обозначает электрическую силу, действующую на заряд, который
находится в состоянии покоя; в данном случае эта сила равна нулю. Таким
образом, согласно теории Лоренца, заряды на пластинах конденсатора будут
иметь только (е - 1)/е часть от значения, которое они должны иметь по
теории Герца, то есть, практически, они будут равны нулю. Результат,
полученный Блондло, свидетельствовал в пользу теории Лоренца.
Опыт подобного характера проделал в 1905 году Г. А. ВильсонТ В этом опыте
пространство между внутренней и наружной обкладками цилиндрического
конденсатора было заполнено диэлетриком - эбонитом. Когда между
обкладками такого конденсатора поддерживают определенную разность
потенциалов, на них индуцируются заряды. Если конденсатор вращать вокруг
его оси в магнитном поле, силовые линии которого параллельны этой оси, то
эти заряды будут изменяться из-за дополнительной поляризации, которая
возникает в молекулах диэлектрика при их движении в магнитном поле. Как и
ранее, значение дополнительного заряда, согласно теории Аоренца, в (е -
1)/е раз больше его значения, вычисленного по теории Герца. Результат
опытов Вильсона, как и результат опытов Блондло, оказался в пользу
Аоренца.
Примирение электромагнитной теории с законом Френеля о распространении
света в движущихся телах было явным шагом вперед. Однако существовала
сложность, которая препятствовала теории
'Comptes Rendus, CXXXIII (1901), с. 778.
2Phil. Trans. CCIV (1905), с. 121.
Классическая теория в эпоху Лоренца
477
неподвижного эфира: в своем начальном виде она не могла объяснить
отрицательный результат опыта Майкельсона и Морли1. К этому частному
наблюдению теорию удалось приспособить с помощью замечательной гипотезы,
которую сейчас следует представить.
В выпуске Природы (Nature) от 16 июня 1892 года2 Аодж упомянул, что
