История теории эфира и электричества - Уиттекер Э.
ISBN 5-93972-070-6
Скачать (прямая ссылка):
теории трудно понять, почему одна часть луча света должна отражаться, а
другая часть этого же луча - преломляться; но в волновой теории света
проблем с этим не возникает, как это показано по аналогии с частичным
отражением звука облаком или более плотным слоем воздуха: "Нужно только
предположить, что все преломляющие среды удерживают, благодаря своему
притяжению, большее или меньшее количество светового эфира, чтобы
увеличить его плотность по сравнению с его плотностью в вакуу-
xPhil. Trans. XCIV (1804), с. 1.
2Phil. Trans. XC (1800), с. 106.
Светоносная среда от Брадлея до Френеля
129
ме, не увеличивая при этом его упругость". Именно эту гипотезу приняли
впоследствии Френель и Грин.
В 1801 г. Юнг, пытаясь объяснить кольца Ньютона в соответствии с
принципами волновой теории, сделал открытие первостепенной важности^.
Отвергая гипотезу Эйлера о вынужденных колебаниях, он принял, что все
наблюдаемые цвета присутствуют в падающем свете, и показал, что эти цвета
можно получить из света с помощью процесса, который тогда впервые
признали в оптической науке.
Понятие об этом процессе не было абсолютно новым, поскольку его
использовал Ньютон в своей теории волн. "Может случиться так, - писал
он^, - что океанская волна будет распространяться к одному порту через
различные каналы. Через одни каналы она может пройти быстрее, чем через
другие, и в этом случае одна и та же образующая волна, которая таким
образом разделяется на две или более волн, следующих друг за другом, при
суммировании может образовать новые виды волн". Ньютон применил этот
принцип для объяснения аномальных волн в Батше в Тонкинском заливе,
которые ранее описал Галлей3.
Собственная иллюстрация этого принципа Юнгом, очевидно, вызвана примером
Ньютона. "Допустим, - говорит он4, - что некоторое количество равных волн
движется по поверхности озера со стоячей водой с определенной постоянной
скоростью и входит в узкий канал, выводящий из озера. Затем допустим, что
какая-то иная подобная причина вызвала другой равный ряд волн, который
подходит к тому же каналу с той же скоростью и в то же время, что и
первый. Ни один из рядов волн не разрушит другой, но их воздействия будут
суммированы: если они войдут в канал так, что максимум одного ряда волн
совпадет с максимумом другого, то вместе они создадут ряд волн с большим
максимумом, полученным сложением максимумов этих волн, но если максимумы
одного ряда волн соответствуют минимумам другого ряда волн, то они должны
в точности заполнить эти минимумы, и поверхность воды должна остаться
ровной. Я считаю, что нечто подобное происходит, когда таким образом
смешиваются две части света, и это я называю общим законом интерференции
света".
xPhil. Trans. XCII (1802), стр. 12, 387.
2Principia, кн. III, предл. 24.
3Phil.Trans. XIV (1684), с. 681.
4Юнг Works, I, С. 202.
130
Глава 4
Таким образом, "всякий раз, когда два луча одного света приближаются к
глазу по различным ходам точно в одном или почти в одном направлении,
свет становится максимально интенсивным, когда разностью этих ходов
является любое кратное определенной длины волны, и минимально интенсивным
в промежуточном состоянии интерферирующих частей, причем эта длина
различна для света различных цветов".
Тогда Юнг объяснил цвета тонких пластинок, видимые при отражении, тем,
что падающий свет порождает два луча, которые достигают глаза: один из
этих лучей отразился от первой поверхности пластинки, а второй луч - от
второй поверхности, и эти два луча, интерферируя, производят цвета.
Одна сложность, которая встретилась при согласовании этой теории с
наблюдением, возникла из-за того, что центральное пятно в кольцах Ньютона
(где толщина тонкой пленки воздуха равна нулю) темное, а не белое, каким
оно было бы, если бы интерферирующие лучи были одинаковы во всех
отношениях. Чтобы объяснить это, Юнг, пользуясь аналогией с ударом
упругих тел, показал, что при отражении луча света от поверхности более
плотной среды, его фаза отстает на половину волны: так что
интерферирующие лучи в центре колец Ньютона разрушают друг друга.
Правильность этого допущения он проверил, поместив между линзами вместо
воздуха сассафра-совое масло (показатель преломления которого имеет
промежуточное значение между показателями преломления крона и флинта);
как он и предполагал, центр системы колец стал светлым.
Ньютон задолго до этого наблюдал, что кольца становятся меньше, когда
создающая их среда имеет более высокую оптическую плотность. Этот факт,
истолкованный по теории Юнга, определенно доказал, что в плотных средах
длина волны света короче, а значит, и его скорость меньше.
Публикация работ Юнга дала повод для яростных нападок на него в Edinburgh
Review, принадлежащих перу Генри Бругхема, который впоследствии стал
английским лордом-канцлером. Юнг ответил
Л
памфлетом, причем говорят , что был продан всего один экземпляр этого
памфлета, и несомненно, на тот момент Бругхем достиг своей цели
