История теории эфира и электричества - Уиттекер Э.
ISBN 5-93972-070-6
Скачать (прямая ссылка):
жюри большинство, были ревностными сторонниками корпускулярной теории.
Однако при рассмотрении работ правота Френеля была доказана несколько
любопытным образом. В своей работе Френель вычислил дифракционные картины
от прямого края узкого непрозрачного тела с параллельными сторонами, и
узкой щели, ограниченной параллельными кромками, и показал, что
результаты полностью совпали с его экспериментальными измерениями.
Пуассон, читая рукопись, заметил, что точно также можно проанализировать
и другие случаи, и в частности, это означает, что в центре тени от
круглого экрана должно наблюдаться световое пятно. Он предложил, чтобы
Френель на опыте проверил этот и еще некоторые другие выводы, что и было
сделано^. Полученные результаты подтверждали новую теорию.
Согласованность наблюдения и вычисления была столь замечательна во всех
случаях, где сравнение было возможно, что без дальнейших колебаний премию
отдали Френелю.
В том же году, когда был представлен научный труд по дифракции, Френель
опубликовал исследование^ влияния движения Земли на свет. Мы уже видели,
что исследователь, открывший аберрацию, объяснил ее на основе
корпускулярной теории, а Юнг впервые показал^, как ее можно объяснить на
основе волновой гипотезы. "Относительно явлений аберрации звезд, - писал
он, - я склонен полагать, что световой эфир проникает в вещество всех
материальных тел, встречая небольшое сопротивление или вообще не встречая
такового, возможно также свободно, как ветер проходит через рощу".
Действительно, если допустить, что эфир, окружающий Землю, находится в
состоянии покоя, и движение Земли никак на него не влияет, световые волны
не примут участия в движении телескопа, который, как мы можем допустить,
направлен к истинному месту нахождения звезды, а следовательно,
изображение звезды сместится от центральной линии, проходящей через точку
фокуса на расстояние, равное тому, которое пройдет Земля, пока свет
перемещается по телескопу. Это соответствует действительным наблюдениям.
Однако появилось множество других вопросов. Например, допустим, что
движение Земли увлекает плоскую стеклянную пласти-
1 Световое пятно в центре тени заметил в начале XVIII века Дж. Н. Делиль.
2Annales de chimie, IX (1818), с. 57; (Euvres, II, с. 627.
Trans. XCIV (1804), с. 1; Юнг Works, I, с. 188.
138
Глава 4
ну. Желательно расположить ее так, чтобы луч света, исходящий от некой
звезды, не изгибался, входя в стекло. Следует ли расположить эту пластину
под прямым углом к истинному направлению звезды без учета аберрации или к
видимому ее направлению с учетом аберрации? Первым вопрос о том,
преломляются ли лучи, исходящие от звезд, отлично от лучей, происходящих
от земных источников, поставил Мичелл1; а Робисон и Вильсон"^ доказали,
что фокусное расстояние ахроматического телескопа следует увеличить, если
он направлен к звезде, к которой движется Земля, из-за изменения
относительной скорости света. Араго^ проверил этот вопрос на опыте и
сделал вывод, что свет, исходящий от любой звезды, во всех случаях
отражения и преломления ведет себя точно так же, как он вел бы себя, если
бы эта звезда находилась на том месте, которое она, видимо, занимает в
результате аберрации, а Земля находилась бы в состоянии покоя; так что
видимое преломление в движущейся призме эквивалентно абсолютному
преломлению в неподвижной призме.
Тогда Френель начал работать над созданием теории, которая могла бы
объяснить результат, полученный Араго. С этой целью он принял
предположение Юнга о том, что преломляющая способность прозрачных тел
зависит от концентрации в них эфира. Араго уточнил это предположение,
допустив, что плотность эфира в любом теле пропорциональна квадрату
показателя преломления. Таким образом, если с обозначает скорость света в
вакууме, а С\ - скорость света в данном материальном теле, которое
находится в состоянии покоя, так что ц = с/с\ - показатель преломления,
то плотности эфира р и р\ в межпланетном пространстве и теле
соответственно будут связаны отношением
р1 = р2р.
Затем Френель предположил, что при движении тело увлекает часть
находящегося в нем эфира, а именно, ту часть, которая составляет избыток
плотности этого эфира по сравнению с плотностью эфира в вакууме, тогда
как весь остальной эфир в этом теле неподвижен. Таким образом, плотность
движущегося эфира равна (pi - р)
xPhil. Trans. LXXIV (1784), с. 35.
2Trans. R. S. (Эдин.), I, ист., с. 30.
'V\piiro сообщил полученные им результаты институту в 1810 году, но
опубликовал их только много лет спустя в Comptes Rendus VIII (1839), с.
326 и XXXVI (1853), с. 38. Ср. Био Astron. Phys. (3-е изд.), V, с. 364.
Точность опыта Араго вряд ли может быть достаточной, чтобы
продемонстрировать полученный им результат.
Светоносная среда от Брадлея до Френеля
139
или (р2 - 1 )р, а эфир с плотностью р остается неподвижным. Тогда
скорость, с которой центр тяжести эфира в теле движется вперед в
направлении распространения, равна
