История теории эфира и электричества - Уиттекер Э.
ISBN 5-93972-070-6
Скачать (прямая ссылка):
того, он показал, что видимое положение земных тел, увлекаемых вместе с
наблюдателем, не изменяется при движении Земли; что любое движение, общее
для источника, устройства и наблюдателя, не влияет на опыты по
преломлению и интерференции; что свет перемещается между данными точками
движущейся материальной системы по пути, требующем
sin(* + 5)
sin i ci '
Вычитая это уравнение из предыдущего, имеем
sin*
С 1 Cl
sin*
откуда
5 - 51 _w
sind с
хРтс. R. S. XX (1871), с. 35.
Светоносная среда от Брадлея до Френеля
143
наименьшего времени. Эти предсказания также подтвердились наблюдениями:
Респиги1 в 1861 г. и Хук^ в 1868 г., проводя опыты с телескопом,
заполненным водой, и источником света, находящимся на Земле, обнаружили,
что изменение расположения этого устройства относительно направления
движения Земли никак не влияет на явления отражения и преломления. Э.
Маскар3 в 1872 году экспериментально исследовал влияние движения
источника или приемника света во всех аспектах и показал, что свет Солнца
и свет искусственных источников одинаково неспособны показать через
явления дифракции поступательное движение Земли.
Самая большая проблема, с которой столкнулись ученые, исследующие свет,
заключалась в согласовании явлений поляризации с принципами волновой
теории. Юнг уже очень давно размышлял над этим, но по-прежнему не мог
найти выход. В 1816 г. его посетил Араго и рассказал ему о новом
экспериментальном результате, который недавно он получил вместе с
Френелем1', - а именно, что два сходящихся пучка света, поляризованных в
плоскостях под прямым углом, не интерфирируют друг с другом при тех
условиях, когда обыкновенный свет демонстрирует явления интерференции, но
при их повторном объединении всегда дают одну и ту же интенсивность
света, независимо от разности их хода.
Вскоре после того, как Араго уехал от Френеля, Юнг, который размышлял о
новом опыте, нашел разгадку этой тайны, которую так долго искали; она
состояла в том самом альтернативном варианте, который Бернулли отверг 80
лет назад: колебания света происходят перпендикулярно направлению его
распространения.
Впервые Юнг изложил свои идеи в письме к Араго3, датированном 12 января
1817 года. "Я размышлял, - писал он, - о том, что невозможно дать
совершенное объяснение влияния света, создающего поляризацию, если не
отойти от классической теории волн.
*Mem. Accad. Set. Bologna, II (1861), с. 279.
zAst. Nach. LXXIII (1868), с. 193.
3Ann. de I'Ecole Normale (2), I (1872), c. 157.
4Этот результат был опубликован только в 1819 году в Annales de Chimie,
X; и в СEuores, I, с. 509, Френеля. Благодаря этому результату, Френель
смог дать полное объяснение классу явлений, который в 1811 году открыл
Араго, а именно, когда поляризованный свет проходит через тонкие
пластинки сульфата извести или слюды, а потом разлагается с помощью
призмы исландского шпата, появляются красивые дополняющие друг друга
цвета. Юнг показал, что эти эффекты вызваны интерференцией, но не показал
четко роль поляризации в их появлении,
5Юнг Works, I, с. 380.
144
Глава 4
Принцип этой теории состоит в том, что все световые волны просто
распространяются через однородные среды в виде концентрических
сферических поверхностей как и звуковые волны. Они просто состоят из
прямых и обратных движений частиц в направлении радиуса с сопровождающими
эти движения сгущениями и разрежениями. И тем не менее, в этой теории
можно объяснить поперечные колебания, которые также распространяются в
направлении радиуса и с равной скоростью, причем все частицы движутся в
определенном неизменном направлении относительно этого радиуса; это и
есть поляризация ".
В статье по "Теории цветов", которую Юнг написал в том же году1 в
качестве приложения к Encyclopaedia Britannica, он говорит"^: "Если мы
примем тот факт, что поперечное движение может распространяться по прямой
линии, как математический постулат в волновой теории, не пытаясь показать
его физическую основу, мы можем получить из этого допущения приемлемую
иллюстрацию разделения поляризованного света при отражении в наклонной
плоскости, допуская, что движение поляризованного света разлагается" на
две составляющие, которые при отражении ведут себя по-разному.
В следующем письме к Араго от 29 апреля 1818 года Юнг снова вернулся к
вопросу о поперечных колебаниях, сравнивая свет с волнообразным движением
веревки, возмущенной с одного из концов3. Араго показал это письмо
Френелю, который сразу же увидел, что в нем содержалось истинное
объяснение отсутствия интерференции у лучей, поляризованных в
перпендикулярных плоскостях, и что на этом эффекте можно основать
доказательство правильности гипотезы Юнга. Если предположить, что
колебание каждого луча раскладывается на три составляющие, одна из
которых направлена вдоль луча, а две другие - под прямым углом к первой,
из опыта Араго - Френеля очевидно, что составляющая в направлении луча
должна исчезнуть; другими словами, колебания, из которых состоит свет,
