История теории эфира и электричества - Уиттекер Э.
ISBN 5-93972-070-6
Скачать (прямая ссылка):
1 / " близительными оценками е/то для корпускул катодных лучей.
В конце 1897 года согласование теории и наблюдений эффекта Зеемана
казалось совершенным, количество проверенных предсказаний, как
качественных, так и количественных, было огромно. Тем не менее, всего
через четырнадцать месяцев после первой публикации Зеемана, было сделано
новое экспериментальное открытие, которое, в конце концов, привело к
отказу от объяснения Аоренца.
Автором этого открытия был Томас Престон, который 22 декабря 1897 года
зачитал Дублинскому королевскому обществу2 работу, в которой он объявлял
о том, что спектральные линии цинка с длиной волны Л = 4722 ангстрем и
кадмия с длиной волны Л = 4800 ангстрем становятся квартетами в сильном
магнитном поле^. В следующем году А. Корнк/* получил квартет (при
расщеплении средней компоненты триплета) как картину Зеемана для линии D\
натрия, и секстет (при расщеплении всех трех компонент триплета) для
линии D-2- Подобные результаты вскоре были получены многими другими
авторами: в 1900 году К. Рунге и Ф. Пашен'' обнаружили, что зеленая линия
ртути с длиной волны Л = 5461 ангстрем расщепляется на И компонент, а
голубая линия ртути с длиной волны Л = 4359 ангстрем расщепляется на 8
компонент. Каждая компонента триплета Зеемана фактически состоит из
групп, образованных несколькими субкомпонентами. Спектральные линии
одного и того же вещества могут быть, и обычно бывают, подвержены
различному влиянию; но^ линии, которые принадлежат одной и той же серии,
расщепляются однотипно; одинаково расщепляются и соответствующие линии в
спектрах различных элементов одного семейства (например, щелочи и оксиды
щелочноземельных металлов). Позднее выяснится, что
правильное объяснение этих явлений способна дать только квантовая 7
теория .
гСм. стр. 428.
2Ггаш. Roy. Dub. Soc. VI (1898), с. 385.
^Позднее он обнаружил, что квартеты можно разложить на секстеты, когда
боко-вые линии расщепляются на дублеты.
4Comptes Rendus, CXXVI (1898), с. 181.
5Phys. Zs. I (4 авг. 1900 г.), с. 480.
6Т. Престон Proc. R. S. LXIII (1898), с. 26.
^Лоренц попытался объяснить их на основе классической электронной теории
в Phys. Zs. I (1899), с. 39.
488
Глава 13
Явление, которое открыл Зееман, тесно связано с магнитным вращением
плоскости поляризации света, которое открыл Фарадей1. На эту связь
впервые указал Фитцджеральд во время дискуссии на собрании Лондонского
королевского общества 20 января 1898 года, где Т. Престон зачитал работу
по эффекту Зеемана. В эффекте Фарадея луч поляризованного света
передается через среду, которая подвергнута действию магнитного поля,
параллельно силовым линиям этого поля, и при этом оказывается, что
плоскость поляризации вращается. Луч линейнополяризованного света можно
рассматривать как наложение двух лучей, которые поляризуются по кругу в
противоположных направлениях, тогда вращение плоскости поляризации можно
выразить следующим утверждением: два луча, поляризованные по кругу,
распространяются в среде с разной скоростью. Эффект Зеемана показывает,
что, если мы рассматриваем излучение, которое в отсутствие магнитного
поля, представлено одной спектральной линией, и если создается магнитное
поле, и излучение наблюдается в направлении, параллельном этому полю, то
вместо одной спектральной линии появляются две линии, которые
представляют излучения, поляризованные по кругу в противоположных
направлениях, частота одной из них соответственно немного больше, а
частота другой немного меньше частоты исходной линии. Отношение, которое
открыли Бальфур Стюарт и Кирхгоф2, приводит нас к заключению о том, что
истина об испускании есть истина о поглощении и, следовательно, если,
например, пламя натрия поместить в сильное магнитное поле, то излучения,
поглощенные им, будут иметь другую частоту, чем они имели бы в отсутствие
этого поля, но они по-прежнему будут поляризованы в противоположных
направлениях, и их частоты будут соответственно ниже и выше частоты
исходного луча. Это явление можно назвать обратным эффектом Зеемана; но,
согласно всем теориям дисперсии, скорость распространения луча света в
прозрачной
3
среде частично управляется положением линии поглощения среды .
Следовательно, мы делаем вывод о том, что скорость распространения лучей
света, которые поляризованы по кругу и распространяются в прозрачной
среде параллельно магнитным силовым линиям, будет немного отличаться для
лучей, имеющих противоположные направления круговой поляризации,
поскольку ими будут управлять разные
^См. стр. 231.
2См. стр. 438.
3См. стр. 315.
Классическая теория в эпоху Лоренца
489
линии поглощения, в чем, как мы только что видели, и состоит эффект
Фарадея.
Позднее в этом же году Д. А. Гольдгаммер1 (1860-1922) из Казани и
Вольдемар Фойгт^ (1850-1919) из Геттингена развили мысль Фитцджеральда,
рассматривая, что происходит, когда, например, пламя натрия, помещенное в
магнитное поле, пересекает луч линейнополяризованного света, частота
