Кто изучал волновую теорию света. Введение
Волновая теория света
Вспомним, почему мы прекратили описание оптических явлений. Нашей целью было ввести другую теорию света, отличную от корпускулярной, но также пытающуюся объяснить ту же область фактов. Чтобы сделать это, мы должны были прервать наш рассказ и ввести понятие волн. Теперь мы можем вернуться к нашему предмету. Первым, кто выдвинул совершенно новую теорию света, был современник Ньютона - Гюйгенс. В своем трактате о свете он писал:
«Если, кроме того, свет употребляет для своего прохождения некоторое время - что мы сейчас проверим, - то из этого следует, что это движение, сообщенное окружающей материи, следует одно за другим во времени; поэтому оно, подобно звуку, распространяется сферическими поверхностями и волнами; я называю их волнами по тому сходству, которое они имеют с волнами, образующимися на воде, когда в нее брошен камень, и представляющими собой последовательно расширяющиеся круги, хотя они и возникают от другой причины и находятся лишь на плоской поверхности».
По Гюйгенсу, свет - это волна, передача энергии, а не субстанции. Мы видели, что корпускулярная теория объясняет многие наблюденные факты. В состоянии ли это сделать и волновая теория? Мы должны снова поставить те вопросы, на которые уже дали ответ с помощью корпускулярной теории, чтобы увидеть, может ли волновая теория ответить на них с таким же успехом. Сделаем это здесь в форме диалога между Н и Г, где Н - собеседник, убежденный в справедливости корпускулярной теории Ньютона, а Г - собеседник, убежденный в справедливости теории Гюйгенса. Ни тому, ни другому не разрешено применять доводы, полученные после того, как работа обоих великих мастеров была закончена.
Н: В корпускулярной теории скорость света имеет вполне определенный смысл. Это скорость, с которой корпускулы движутся в пустом пространстве. Что она означает в волновой теории?
Г: Конечно, она означает скорость световой волны. Всякому известно, что волна распространяется с некоторой определенной скоростью, и то же должно быть с волнами света.
Н: Это не так просто, как кажется. Звуковые волны распространяются в воздухе, морские волны - в воде. Каждая волна должна иметь материальную среду, в которой она распространяется. Но свет проходит через вакуум, в то время как звук не проходит. Предположить волну в пустом пространстве фактически означает вовсе не предполагать никакой волны.
Г: Да, это трудность, хотя и не новая для меня. Мой учитель изучал ее очень внимательно и решил, что единственный выход - предположить существование гипотетической субстанции, эфира , передающей среды, заполняющей всю Вселенную. Вселенная, так сказать, погружена в эфир. Если у нас есть смелость ввести это понятие, то все становится ясным.
Н: Но я возражаю против такого предположения. Во-первых, оно вводит новую гипотетическую субстанцию, а мы уже имеем слишком много субстанций в физике. Имеется также и другой довод против него. Вы не сомневаетесь в том, что мы должны всё объяснять, оставаясь в пределах механики. А как относительно эфира? В состоянии ли вы ответить на простой вопрос о том, как эфир построен из своих элементарных частиц и как он обнаруживается в других явлениях?
Г: Ваше первое возражение, конечно, справедливо. Но, вводя некий искусственный невесомый эфир, мы сразу освобождаемся от гораздо более искусственных световых корпускул. Мы имеем только одну «таинственную» субстанцию вместо бесконечного числа их, соответствующего огромному числу цветов в спектре. Не кажется ли вам, что это и есть настоящий прогресс? По крайней мере, все трудности сконцентрированы в одном пункте. Мы не нуждаемся больше в искусственном предположении, что частицы, относящиеся к различным цветам, движутся с одной и той же скоростью в пустом пространстве.
Ваше второе возражение тоже справедливо. Мы не можем дать механического объяснения эфира. Но нет никакого сомнения в том, что дальнейшее изучение оптических и, может быть, других явлений обнаружит его структуру. В настоящее время мы должны ожидать новых экспериментов и заключений, но я надеюсь, что в конце концов мы сможем разрешить проблему о механической структуре эфира.
Н: Оставим на время этот вопрос, так как он не может быть разрешен теперь. Мне хотелось бы видеть, как ваша теория, даже если мы отбросим трудности, объясняет те явления, которые так ясны и понятны в корпускулярной теории. Возьмем, например, тот факт, что световые лучи проходят в вакууме или в воздухе вдоль прямых. Кусок бумаги, помещенный перед свечой, создает четкую и резко очерченную тень на стене. Резкие тени были бы невозможны, если бы волновая теория была правильна, ибо волны огибали бы края бумаги и тем самым размазывали бы тень. Маленькое судно не является препятствием для морских волн, как вы знаете; они просто огибают его, не отбрасывая тени.
Г: Это неубедительный довод. Возьмите короткие волны на реке, ударяющие о борт большого корабля. Волны, возникающие на одной стороне корабля, не будут видны на другой. Если волны достаточно малы, а корабль достаточно велик, появляется очень четкая тень. Очень возможно, что свет кажется нам проходящим по прямым линиям лишь потому, что его длина волны очень мала в сравнении с размерами обычных препятствий и отверстий, употребляемых в экспериментах. Возможно, что, если бы мы могли создать достаточно малые препятствия, никакой тени не было бы. Мы можем встретиться с большими экспериментальными трудностями в конструировании приборов, которые могли бы показать, в состоянии ли свет огибать препятствия. Тем не менее, если бы такой эксперимент можно было осуществить, он был бы решающим в борьбе между волновой и корпускулярной теориями света.
Н: Волновая теория может привести к новым фактам в будущем, но я не знаю каких-либо данных, убедительно ее подтверждающих. Пока с определенностью не доказано экспериментально, что свет может огибать препятствия, я не вижу какого-либо основания отказываться от корпускулярной теории, которая кажется мне проще и потому лучше, чем волновая.
На этом мы можем прервать диалог, хотя предмет его никоим образом не исчерпан.
Остается еще показать, как волновая теория объясняет преломление света и многообразие цветов. Как мы знаем, корпускулярная теория в состоянии дать такое объяснение. Мы начнем с преломления, но сначала будет полезно рассмотреть пример, не имеющий ничего общего с оптикой.
Пусть по большому открытому пространству прогуливаются два человека, держащие между собой твердый прут. Вначале они идут прямо вперед, оба с одинаковой скоростью. Пока их скорости одинаковы, велики они или малы - безразлично, прут будет совершать параллельное перемещение, т. е. он не будет поворачиваться или изменять свое направление. Все последовательные положения прута параллельны друг другу. Но представим себе теперь, что в течение очень короткого времени, может быть равного долям секунды, движения обоих людей стали неодинаковыми. Что произойдет? Ясно, что в течение этого времени прут будет поворачиваться, так что он не будет больше перемещаться параллельно своему первоначальному положению. Когда опять возобновится движение с равными скоростями, оно будет иметь направление, отличное от первоначального (рис. 43.) Изменение направления происходит в течение того промежутка времени, в котором скорость обоих пешеходов была различной.
Этот пример позволит нам понять преломление волны. Плоскость волны, движущейся в эфире, достигает поверхности стекла. На рис. 44 мы видим волну со сравнительно широким фронтом, который перемещается вперед. Фронт волны - это плоскость, в которой в любой момент времени все части эфира находятся в одинаковом состоянии. Так как скорость зависит от среды, через которую в данный момент времени проходит свет, то скорость в стекле будет отличаться от скорости в пустом пространстве. В течение очень короткого времени, за которое фронт волны входит в стекло, различные части фронта волны будут иметь различные скорости. Ясно, что те части, которые уже достигли стекла, будут двигаться со скоростью света в стекле, в то время как другие части по-прежнему движутся со скоростью света в эфире. Благодаря этой разности в скоростях вдоль фронта волны, существующей в течение времени «погружения» в стекло, направление самой волны будет изменяться.
Итак, мы видим, что не только корпускулярная, но и волновая теория приводит к объяснению преломления. Дальнейшее рассмотрение и некоторое применение математики показывают, что объяснение волновой теории проще и лучше и что следствия из нее находятся в полном согласии с наблюдением. В самом деле, количественные методы рассмотрения позволяют нам вывести скорость света в преломляющей среде, если мы знаем, как преломляется луч, когда он входит в нее. Прямые измерения блестяще подтверждают эти предсказания, а тем самым и волновую теорию света.
Остается еще вопрос о цвете.
Необходимо вспомнить, что волна характеризуется двумя числами - скоростью и длиной волны. Весьма существенным является следующее утверждение волновой теории света: волны различной длины соответствуют различным цветам. Длина волны однородного желтого света отлична от длины волны синего или фиолетового. Вместо искусственного разделения корпускул, относящихся к разным цветам, мы имеем естественное различие по длине волны.
Отсюда следует, что эксперименты Ньютона по дисперсии света могут быть описаны двумя различными языками - языком корпускулярной теории и языком волновой теории. Например:
Корпускулярный язык
Корпускулы, относящиеся к различным цветам, имеют одинаковую скорость в вакууме, но различные скорости в стекле.
Белый свет - это совокупность корпускул, относящихся к различным цветам, в то время как в спектрах они разделены.
Волновой язык
Лучи различных длин волн, относящиеся к различным цветам, имеют одинаковую скорость в эфире, но различные скорости в стекле.
Белый свет - это совокупность волн всех длин, в то время как в спектре они разделены.
Кажется, было бы мудрым избежать двусмысленности, происходящей из факта существования двух различных теорий одних и тех же явлений, решив в пользу одной из них после внимательного рассмотрения достоинств и недостатков каждой. Диалог между Н и Г показывает, что это нелегкая задача. Решение с этой точки зрения было бы скорее делом вкуса, чем делом научного убеждения. Во времена Ньютона и 100 лет спустя большинство физиков предпочитало корпускулярную теорию.
История вынесла свой приговор в пользу волновой теории и против корпускулярной гораздо позднее, в середине XIX столетия. Н в своем разговоре с Г заявлял, что в принципе возможно было экспериментальное решение спора между обеими теориями. Корпускулярная теория не разрешает свету огибать препятствия и требует наличия четких теней. Согласно же волновой теории, достаточно малые препятствия не будут отбрасывать никакой тени. В работах Юнга и Френеля этот результат был получен экспериментально; там же были сделаны теоретические выводы.
Мы уже обсуждали чрезвычайно простой эксперимент, в котором экран с отверстием помещался перед точечным источником света, а тень отбрасывалась на стену. В дальнейшем мы упростим эксперимент, полагая, что источник испускает однородный свет. Для получения наилучших результатов источник света должен быть сильным. Представим себе, что отверстие в экране делается все меньше и меньше. Если в нашем распоряжении есть сильный источник и нам удается сделать отверстие достаточно малым, то обнаруживаются новые и удивительные явления, совершенно непонятные с точки зрения корпускулярной теории. Нет больше резкого различия между светом и темнотой. Свет постепенно блекнет, переходя в темный фон через серию светлых и темных колец. Появление колец очень характерно для волновой теории. Объяснение чередования светлых и темных полос будет ясно в случае несколько иной экспериментальной установки. Предположим, что мы имеем лист черной бумаги с двумя булавочными дырочками, через которые может проходить свет. Если дырочки близко примыкают друг к другу и очень малы и если однородный свет достаточно силен, то на стене появится множество светлых и темных полос, постепенно ослабевающих и переходящих в темный фон. Объяснение очень простое. Темная полоса появляется там, где впадина волны от одной дырочки встречается с гребнем волны от другой, так что обе погашаются. Полоса света - там, где встречаются две впадины или два гребня от волн, идущих от обеих дырочек, и усиливают друг друга. Сложнее объяснение темных и светлых колец в предыдущем примере, в котором мы применяли экран с одним отверстием, но принципиально оно то же самое. Это появление темных и светлых полос при прохождении света через две щели и темных и светлых колец при прохождении отверстия следует иметь в виду, ибо позднее мы вернемся к обсуждению обеих различных картин. Описанные здесь эксперименты обнаруживают дифракцию света - отклонение света от прямолинейного распространения, когда на пути световых волн расположены малые отверстия или препятствия (рис. 45–47).
Рис. 45. Вверху мы видим фотографию световых пятен, после того как два луча прошли через два маленьких отверстия, один за другим (сначала была открыта одна щель; затем она закрывалась, а другая открывалась). Внизу мы видим полосы, полученные в результате того, что луч прошёл через оба маленьких отверстия одновременно (фотография В. Аркадьева)
Рис. 46. Дифракция света в результате огибания лучом очень малого препятствия (Фотография В. Аркадьева)
Рис. 47. Дифракция света в результате прохождения луча через очень малое отверстие (Фотография В. Аркадьева)
С помощью математики мы в состоянии пойти гораздо дальше. Можно установить, как велика, вернее, как мала должна быть длина волны, чтобы создать дифракционную картину. Таким образом, описанные эксперименты позволяют нам определить длину волны однородного света. Чтобы дать представление о том, как малы эти величины, мы укажем длины волн крайних лучей видимого солнечного спектра, т. е. длины волн красного и фиолетового лучей. Длина волны красного света равна 0,00008 см. Длина волны фиолетового света равна 0,00004 см.
Мы не должны удивляться, что эти величины очень малы. Точно очерченная тень, т. е. явление прямолинейного распространения света, наблюдается в природе лишь потому, что обычно встречающиеся отверстия и препятствия чрезвычайно велики по сравнению с длиной волны света. Свою волновую природу свет обнаруживает лишь тогда, когда применяются очень малые отверстия и препятствия.
Но история поисков теории света никоим образом не окончена. Приговор XIX столетия не был последним и окончательным. Для современных физиков вся проблема выбора между корпускулами и волнами существует вновь, теперь уже в гораздо более глубокой и сложной форме. Примем поражение корпускулярной теории света до тех пор, пока мы не обнаружим, что характер победы волновой теории проблематичен.
Из книги Революция в физике автора де Бройль ЛуиГлава VIII. Волновая механика 1. Основные идеи волновой механики В 1923 г. стало почти ясно, что теория Бора и старая теория квантов лишь промежуточное звено между классическими представлениями и какими-то очень новыми взглядами, позволяющими глубже проникнуть в
Из книги Медицинская физика автора Подколзина Вера АлександровнаГлава XII. Волновая механика систем и принцип Паули 1. Волновая механика систем частиц До сих пор мы рассматривали новую механику только для случая, когда в заданном силовом поле движется одна частица. Иногда мы предполагали, что тот или иной принцип справедлив и для
Из книги Тайны пространства и времени автора Комаров Виктор1. Волновая механика систем частиц До сих пор мы рассматривали новую механику только для случая, когда в заданном силовом поле движется одна частица. Иногда мы предполагали, что тот или иной принцип справедлив и для системы; а поскольку физика предполагает существенно
Из книги Эволюция физики автора Эйнштейн Альберт53. Волновая оптика Волновые свойства света. Свет – это электромагнитные волны в интервале частотой 13 х 1014-8 х ч 1014 Гц воспринимаемые человеческим глазом, т. е. длина волн 380 х 770 нм. Свету присущи все свойства электромагнитных волн: отражение, преломление, интерференция,
Из книги 50 лет советской физики автора Лешковцев Владимир Алексеевич54. Поляризация света Свет представляет собой поперечные электромагнитные волны. Поляризация света – упорядочение в ориентации векторов напряженностей электрического и магнитного полей световой волны в плоскости, перпендикулярной световому лучу. Естественный свет
Из книги О чем рассказывает свет автора Суворов Сергей Георгиевич Из книги История лазера автора Бертолотти МариоСкорость света В Галилеевых «Беседах о двух новых науках» мы находим разговор учителя и его учеников о скорости света:Сагредо: Но какого рода и какой степени быстроты должно быть это движение света? Должны ли мы считать его мгновенным или же совершающимся во времени, как
Из книги Гиперпространство автора Каку МичиоКванты света Рассмотрим стенку, построенную вдоль морского берега. Морские волны непрерывно ударяются о стенку, каждый раз что-то смывая с ее поверхности, и отступают, предоставляя свободный путь для приходящих волн. Масса стенки уменьшается, и мы можем спросить, как
Из книги Глаз и Солнце автора Вавилов Сергей ИвановичБЫСТРЕЕ СВЕТА Прекрасным примером практической важности определения люминесценции, данного С. И. Вавиловым, является замечательное открытие эффекта «сверхсветового» электрона. Желая изучить люминесценцию растворов, возникающую под действием отличных от света
Из книги автораМодуляция света. Преобразование света Об активном отношении человека к природе Могущество разума человека состоит в его активном отношении к природе. Человек не только созерцает, но и преобразует природу. Если бы он только пассивно созерцал свет, как нечто найденное в
Из книги автораГЛАВА 1 ВОЛНОВАЯ И КОРПУСКУЛЯРНАЯ ТЕОРИИ СВЕТА Людьми, которые сыграли центральную роль в истории теории света, были Гук, Гюйгенс и Ньютон. Гук и Ньютон были британцами, Гюйгенс - голландцем. Все они сделали замечательные вклады в различные области физики и установили
Из книги автораНьютонская теория света Учебник Optics (1704) начинается с определения характеристик луча света: лучи света возникают на Солнце и доходят до нас через пространство. Каждый сорт лучей производит разное ощущение в глазу; красное, зеленое, синее и т.д. Естественный свет Солнца
Из книги автораВолновая теория со временем становится доминирующей Как волновая, так и корпускулярная теории приводили к горячим спорам среди их приверженцев, пока эксперименты и теоретические рассмотрения Т. Юнга (1773-1829), Е. Л. Малюса (1775-1812), Л. Эйлера (1707-1783), А. Френеля (1788-1827), Йозеф
Из книги автораВолновая функция Вселенной Хокинг - один из основоположников новой научной дисциплины, называемой квантовой космологией. Поначалу терминология казалась противоречивой. Слово квант относится к бесконечно малому миру кварков и нейтрино, а космология ассоциируется с
Волновая теория света
Волнова́я тео́рия све́та - одна из теорий, объясняющих природу света . Основное положение теории основывается на том, что свет имеет волновую природу, то есть ведёт себя как электромагнитная волна (от длины которой зависит цвет видимого нами света).
Теория подтверждается многими опытами (в частности, опытом Т. Юнга), и данное поведение света (в виде электромагнитной волны) наблюдается в таких физических явлениях, как дисперсия , дифракция и интерференция света . Однако многие другие физические явления, связанные со светом, одной волновой теорией объяснить нельзя.
Теория берёт своё начало от Гюйгенса . Она рассматривает свет как совокупность поперечных монохроматических электромагнитных волн, а наблюдаемые оптические эффекты - как результат интерференции этих волн. При этом считается, что в отсутствие перехода энергии излучения в другие виды энергии эти волны не влияют друг на друга в том смысле, что, вызвав в некоторой области пространства интерференционные явления, волна продолжает распространяться дальше без изменения своих характеристик. Волновая теория электромагнитного излучения нашла своё теоретическое описание в работах Максвелла в форме уравнений Максвелла . Использование представления о свете как волне позволяет объяснить явления, связанные с интерференцией и дифракцией , в том числе структуру светового поля (построение изображений и голографию).
См. также
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое "Волновая теория света" в других словарях:
волновая теория света - banginė šviesos teorija statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. undulatory theory of light; wave theory of light vok. Wellentheorie des Lichtes, f rus. волновая теория света, f pranc. théorie ondulatoire de la lumière, f … Fizikos terminų žodynas
Света одна из теорий, объясняющих природу света. Основное положение теории основывается на том, что свет имеет волновую природу, то есть ведёт себя как электромагнитная волна (от длины которой зависит цвет видимого нами света). Теория… … Википедия
Раздел физ. оптики, изучающий совокупность явлений, в к рых проявляется волн. природа света. Представления о волн. хар ре распространения света восходят к основополагающим работам голл. учёного 2 й пол. 17 в. X. Гюйгенса. Существ. развитие В. о.… … Физическая энциклопедия
Наиболее развитая форма организации научного знания, дающая целостное представление о закономерностях и существенных связях изучаемой области действительности. Примерами Т.н. являются классическая механика И. Ньютона, корпускулярная и волновая… … Философская энциклопедия
- (от греч. theoria наблюдение, рассмотрение, исследование) наиболее развитая форма организации научного знания, дающая целостное представление о закономерностях и существенных связях определенной области действительности. Примерами Т. являются… … Словарь терминов логики
Теория, рассматривающая всевозможные колебания, абстрагируясь от их физической природы. Для этого используется аппарат дифференциального исчисления. Содержание 1 Гармонические колебания … Википедия
Волновая поверхность геометрическое место точек, испытывающих возмущение обобщенной координаты в одинаковой фазе. Если источником волны является точка, то волновые поверхности в однородном и изотропном пространстве представляют собой… … Википедия
Квантовая механика … Википедия
Теория пластичности раздел механики сплошных сред, задачами которого является определение напряжений и перемещений в деформируемом теле за пределами упругости. Строго говоря, в теории пластичности предполагается, что напряженное состояние… … Википедия
Механика сплошных сред … Википедия
Книги
- Волновая теория света , Стрэтт Дж. В.. Волновая теория света Джон-Вильяма Стрэтта, лорда Рэлея (правильнее Рейли), написана им, как статья для 9-го издания Encyclopaedia Britaunica в 1888 году. Мастер глубокого и тонкого анализа…
Автор статьи: Крутолевич Николай Иванович. Адрес: Российская Федерация (Россия), Московская область, Подольский район, пгт. Львовский, улица Садовая, дом 9, кв.11. Домашний телефон: 8-4967-607-998. Мобильный телефон: 8-916-845-25-23. АННОТАЦИЯ "Теория света" -- это седьмая глава моей рукописи "Упадок фундаментальной науки и пути её возрождения". Гл . VII . Теория света (текст главы воспроизведен с черновика дочерью автора) ї 29. Проблемы и решения Может вы, читатель, и усомнитесь, но я вас заверяю, что в естествознании землян до сих пор нет теории света. В чем дело? Может быть такая теория никому не нужна? Причина - в другом: в деградации науки последнего столетия, в гибели фундаментальной науки, в переходе государственной науки на прикладные рельсы. Дело еще и в кадрах. Зачем официальному наемному ученому напрягать мыслишки и что-то придумывать, когда гораздо проще и легче верить, например, что есть бог солнца по имени Ра, дающий людям свет, и что если помолиться (чем не брезгуют современные "ученые"), то египетский Ра или русский Ярило снизойдут и вдолбят в какую-либо академическую голову мысль о природе и сущности света. И Боги действительно предприняли аж три такие попытки. Сначала Ньютон был шандарахнут яблоком по голове, и про это услышал весь научный мир того времени. Говорят, что после удара Ньютон будто бы сочинил теорию "тяготения". Но это - ложь! Ньютон даже не качнулся в этом направлении, а теории "тяготения" нет в науке до сих пор. Но зато Ньютон начал создавать теорию света, согласно которой свет представляет собой перемещение в пространстве каких-то частиц, вызывающих световое ощущение. Именно эта теория является хотя и необоснованной, но единственной толковой из тех трех, которые я здесь перечислю. Вторым Богу Ра попался Гюйгенс , и Бог ударил его учебником математики. Вскоре Гюйгенс сочинил геометрическую теорию преломления света, использовав для этого ложное понятие светового "волнового фронта". А уже на основе своей теории преломления он делает обобщение, будто существует в пространстве неподвижный "эфир", внутри которого свет распространяется в виде волн, подобно тому как звук распространяется в воздухе. Но поскольку такового "эфира" в природе нет, то нет и "волнового фронта", а поэтому теория света Гюйгенса ложна по своей сути. Третьим Богу подвернулся Эйнштейн , но за спиной псевдоученого стоял САТАНА, который и вытолкнул Эйнштейна на божественную тропу. Бог передал суть теории света Посреднику, а Посредник (САТАНА) все переврал - вот почему теория, написанная Эйнштейном, не только антинаучна, но и абсурдна по своей сути и содержанию. Образ САТАНЫ в моем тексте не случаен: Эйнштейн в науке занимался плагиатом, не вникая в суть похищаемых идей. Величая себя "математиком", Эйнштейн не смог понять, например, что формула энергии, изображаемая формулами E = mv2 или E = mc2 , является ложной. Что касается вздорной Планко-Эйнштейновской теории света, то Эйнштейн даже не заметил, что энергия "кванта" завышена Планком в 3 . 10 8 раз. А в физике Эйнштейн и его последователи (подхалимы) вообще ничего не смыслят: фотон - реальная субатомная частица, имеющая массу; в природе нет таких сил, которые разгоняли бы пусть самую маленькую реальную частицу до световой скорости практически за нулевое время. Даже математику это должно быть понятно, если он не липовый математик. А что касается ложной идеи "нулевой массы покоя", то эта идея могла быть создана и внушена математикам только Дьяволом. Частица вещества, не имеющая массы, - это же грязнейший вздор! Даже любое материальное поле имеет массу. "Частица без массы" - это политика, но не физика, не естествознание. Есть такая обширная теоретическая и практическая сфера деятельности человека, которая называется ОПТИКА . Но теория света не является частью теоретической оптики, как это пытаются изобразить академики последнего столетия. Теория света также отличается от оптики, как теория электричества - от электротехники. Теория света - это суть теоретической оптики, это научный фундамент, на котором должно быть построено здание теоретической и прикладной оптики. Я еще раз напоминаю подлинным ученым, что без фундаментальной теории практика слепа. К оптике это имеет самое прямое и буквальное отношение. Неосмысленное раздувание практических работ ведет к огромным неоправданным затратам материальных и человеческих ресурсов. Непонимание природы света приводит и к различным заболеваниям, к разрушению организма человека. Например, для зрения и для кожи очень вредно прямое солнечное облучение. А почему? Есть только околонаучные гипотезы. Вредно для зрения люминесцентное освещение, освещение улиц и больших помещений с помощью ртутных ламп. Не только зрение, но и нервная система разрушаются облучением от экранов телевизоров и от экранов компьютеров. Ученые теряются в догадках, потому что не знают ни теории света, ни теории различных излучений. Но что же ученые должны найти, понять и объяснить? Первоначальные вопросы могут быть поставлены так:
-
--
если свет есть распространение волн со скоростью 3 . 108 м/с, то существует ли "эфир
"?
--
если свет есть полет корпускул со скоростью 3 . 108 м/с, то есть ли в природе "пустота
"?
--
если нет ни "эфира", ни "пустоты", то что же летит со скоростью 3 . 108 м/с, и почему это "что-то
" может лететь вечно на любое мыслимое расстояние без замедления и без потери количества движения?
-
--
ложная математическая теория колебаний и распространения природных волн;
--
отсутствие теории космического материального поля и подмена его плоским математическим полем;
--
догматическое закрепление в естествознании идеи абсолютной пустоты;
--
представление о световых корпускулах как о реальных субатомных частицах, испускаемых источником света.
распространения;
передачи количества движения;
есть скорости передачи движения; перемещения энергии. Все новое требует пояснения. Представим, что на железнодорожном пути стоят шесть вагонов длиной по 15 м, а между сцепками вагонов зазоры - по 1 м. Сколько времени потребуется локомотиву, чтобы сдвинуть с места последний вагон, если скорость локомотива - 1м/с? Сделаем схематический рисунок.
V1 = 1 м/с; S1 = 5м; t1 = 5c. Для выполнения задания локомотиву потребовалось 5с. Весь путь от начала 1-го вагона до конца последнего: S2 = 95м. Вычислим скорость передачи движения: V2 = S2 / t1 = 95 / 5 = 19 (м/с). Скорость передачи движения в 19 раз больше скорости локомотива. Теперь проведем второй опыт, сократив предварительно зазоры между сцепками вагонов до 1мм. Итак: V1 = 1 м/с; S1 = 5 . 10- 3 м; t1 = 5 . 10- 3 c. Вычислим скорость передачи движения: V2 = S2 / t1 = 90,005 / 5 . 10- 3 = 18001 (м/с). Легко подсчитать, что скорость передачи движения увеличилась во втором опыте почти в 950 раз. Вот вам волновая теория не с математической, а с физической точки зрения! Вагоны из наших опытов - это и есть самые реальные физические волны, если абстрагироваться от их содержания. Какие еще выводы, кроме получения новых понятий, можно сделать из проведенных опытов? 1) Скорость распространения (передачи движения) пропорциональна величине упругости (жесткости) среды. Если считать, что вагоны абсолютно упруги (несжимаемы), а зазоров между вагонами нет, то величина скорости передачи движения будет равна бесконечности. 2) Так как любая вещественная среда неоднородна, то скорость распространения будет обратно пропорциональна величине зазоров между блоками, молекулами или атомами вещества. Например понятно, что скорость звука в воздухе меньше, чем в воде или в металле. По той причине, что очень велики расстояния между молекулами воздуха. О распространении света следует поговорить особо. Даже если бы "эфир" существовал, свет не смог бы распространятся с такой огромнейшей скоростью (3 . 10 8 м/с) , так как ни у какого мыслимого "эфира" не хватило бы для этого жесткости или упругости. То есть "эфир" даже не нужно было искать, так как его идея была слишком наивна. Но всем ли это понятно? Оказывается, самыми непонятливыми оказались ученые последнего столетия, сидящие на "высоких технологиях" и подменившие свои головы компьютерами и тяжелыми ЭВМ. Они убрали "эфир" как слово. Но оставили "эфир" в природе, обозвав словами "электромагнитное поле". Соль фантастики современных чудотворцев заключается в том, что это поле создает у них передатчик (источник), и уже по созданному полю передатчик запускает волны. Я не буду заниматься критикой этой очевидной галиматьи, так как мы можем оказаться в сфере, где должны работать психологи или даже психиатры. Перейдем к обсуждению второй из названных выше четырех причин отсутствия в земной науке теории света. Ни в каком "эфире", ни в природном стационарном, ни в рукотворном, созданном математиками, свет не сможет распространяться со скоростью 3 . 108 м/с. Скорость распространения света в любом мыслимом "эфире" будет намного меньше скорости звука в воздухе. Это же касается и того мифического "эфира", который назван нынче "электромагнитным полем". Для того чтобы световые "волны" или световые "корпускулы" перемещались и распространялись со скоростью 3 . 10 8 м/с, нужно такое материальное поле, которое само перемещается со скоростью 3 . 10 8 м/с. В этом случае корпускулы света (они же - волны), сформированные из материи несущего поля, будут перемещаться вместе с полем со скоростью 3 . 108 м/с, не растрачивая в пути количества движения и не теряя ни массы, ни скорости при перемещении на любые расстояния в течение даже самого продолжительного времени. Таким природным материальным полем является гравитационное космическое поле, массы которого летят равномерно со всех сторон Метагалактики со скоростью 3 . 108 м/с. Действию именно этого поля обязаны гравитационные, световые, электрические и магнитные явления. Никаких особых световых, электрических, магнитных или электромагнитных полей в природе нет , и человек не сможет их создать, а если и создает, то только в своей фантазии. Чем, кстати, и занимаются современные наемные "творцы" математической физики! Третьей причиной отсутствия в науке землян теории света является догматическое закрепление в естествознании идеи абсолютной пустоты. Эта идея, принятая на вооружение какой-либо группой исследователей природы, начисто выметает идею материального поля. Даже если представить, что некое поле создается на миг работающим передатчиком и что это поле летит в пустоте со скоростью 3 . 108 м/с, то горе-теоретики должны четко ответить на вопрос, как по этому временному полю распространяются волны тоже с относительной скоростью 3 . 108 м/с. Ответить, не прибегая к дремучей софистике, теоретики не смогут. Их "волны" - это самые обыкновенные "частицы света", летящие в пустоте. Эта теория намного наивнее ньютоновской корпускулярной теории света. Пустоты в природе нет , и мифические корпускулы (частицы, фотоны), якобы выстреливаемые передатчиком или источником света, почти мгновенно потеряют скорость и рухнут на планету или звезду недалеко от места их "запуска". Ведь представьте, что если мифическим фотонам удастся преодолеть 300 км пространства, то они упадут ниц через несколько тысячных долей секунды. Здесь математикам и карты в руки! Добрались мы, наконец, и до четвертой причины отсутствия в науке теории света. Испускание элементарным источником света реальных субатомных частиц (фотонов) - это уже вымученная фантазия, которую теоретикам приходится подсовывать науке от безвыходности положения. Поскольку теория долго оставалась непропихиваемой, то софисты изобрели толкача в виде идеи "нулевой массы покоя частицы". Масса, таким образом, стала куском вещества или материи, который можно прикреплять к частице или отсоединять от частицы. Лихо! А ведь эти наемные ученые "стоят на довольствии" и дополнительно желают получать Нобелевские и всякие прочие премии. Нужна ли человечеству такая "наука"? На испускание света источник тратит только несколько процентов энергии. Но если следовать логике критикуемых здесь теоретиков, то источник должен выделять из себя не только частички - фотоны, но и гораздо большее количество каких-то других субатомных частичек. Напрашивается вывод, что во время излучения света происходит распад атомов. Может, знаменитые "математики" объяснят нелепость такой ситуации?!
ї30. Основания научной теории света
Перечислю главные теории и науки, на базе которых должна строиться теория света:-
--
теория всеобъемлющего материального космического поля, летящего со скоростью 3 . 108 м/с и переносящего полевые световые корпускулы;
--
теория полевых материальных волн - корпускул;
--
новая механика на основе учений Аристотеля, Декарта и Ньютона;
--
волновая антифлюидная теория электрического тока;
--
правильно понятые достижения практической оптики - научные теории оптики.
1.Теория полей
В природе есть два вида полей : 1) стационарное (неподвижное) материальное поле, заполняющее полностью все пространство между субатомными частицами, между атомами, предметами и космическими телами; 2) гравитационное (подвижное) материальное поле, летящее равномерно со всех сторон Метагалактики со скоростью 3 . 108 м/с. Полные теории того и другого поля вы найдете в 5-й главе, но краткие характеристики есть и в других главах, так как ни одна подлинная наука не может опираться на фантастическую идею абсолютной пустоты, игнорируя всеобъемлющие материальные поля, имеющие плотность и упругость. Хитрые академики последнего столетия поговаривали и поговаривают о том, что неплохо бы состряпать всеобщую теорию поля или хотя бы, на худой конец, - просто теорию поля. Но о каком поле академики собираются разглагольствовать? Ведь они, повторяю, упорно держатся за ложную идею абсолютной пустоты, утверждая, например, что атом практически пуст, так как объем абсолютной пустоты в нем в 1015 раз больше объема вещества. Аналогичны рассуждения и в официальной астрономии: считается, что практически все пространство Метагалактики есть абсолютная пустота, с изредка встречающимися атомами, пылинками, планетами и звездами. И как только можно додуматься до такой глупости?! Древние люди были намного умнее, располагая свой мир, для устойчивости, то на трех китах, то на трех слонах. Поля, придуманные академиками последнего столетия, - это некие одноразовые испускаемые поля. Лучше всего эта тема изложена в радиотехнике, но с физической точки зрения идея испускаемого поля является ложной. И даже с позиции обыкновенного "здравого смысла", теория такого поля содержит неразрешимое противоречие. Для чего радиотехникам нужно? испускаемое одноразовое поле? Для того, чтобы по нему пустить радиоволны, так как по абсолютно пустому официальному пространству радиоволны бежать не смогут. А собственные "фотоны" радиотехники еще не изобрели. Но здесь они сталкиваются с логическим противоречием: одноразовое поле летит, согласно мнению радиотехников, со скоростью 3 . 108 м/с, а радиоволны бегут относительно поля тоже со скоростью 3 . 108 м/с. Оба суждения явно не стыкуются. Умышленное нарушение законов формальной логики называется софистикой. Радиотехников принуждают к такой политике жизненные обстоятельства и отсутствие в науке фундаментальных теорий излучения и света. Интуитивно теоретики радиотехники чувствуют, что для перемещения со скоростью 3 . 10 8 м/с излученного радиопередатчиком "сигнала" нужно несущее поле. В радиотехнике даже есть понятие с таким названием. Но радиотехникам "пудрят мозги" научные руководители академий, пропагандирующие идею абсолютной пустоты пространства. Никакой пустоты в природе нет, а несущие поля, так нужные радиотехникам, излучаются галактиками. Называются эти поля гравитационными. Радиопередатчику не нужно излучать какое-либо вещество. Ему достаточно только создать полевую волну в летящем со скоростью 3 . 108 м/с гравитационном поле. Для перемещения световых корпускул-волн тоже нужно несущее материальное поле, летящее со скоростью 3 . 108 м/с. Таким полем является гравитационное космическое поле. Сформированная в этом поле световая волна (или радиоволна) вовсе не бежит по полю, а перемещается вместе с полем, оставаясь неподвижной по отношению к полю. Правильнее называть эту "волну" полевой корпускулой , так как она имеет постоянную цилиндрическую форму и постоянную массу. Цилиндр значительно растянут, вращается и изгибается в моменты отражения и преломления света. Такова же суть и радиоволн. Волновые свойства проявляются в приемниках излучения, но из наличия этих свойств недопустимо делать вывод, будто световые волны или радиоволны подобны волнам воздуха при распространении звука или подобны кругам на воде от брошенного в нее камня. Не верьте, люди, математикам, оккупировавшим физику! Они ничего не понимают в естествознании. Вспомните, например, фантазии Гюйгенса или Эйнштейна.2.Волны-корпускулы
Следует заметить, что моя теория света ни в коем случае не является "корпускулярно-волновой" . Последнюю теорию придумали эйнштейновцы, и суть этой абсурдной теории сведена к тому, что частица-фотон состоит из огромного количества световых волн, и одновременно сферически распространяющаяся световая волна состоит из бесчисленного количества фотонов. Можно допустить, что в эйнштейновской математике фотон составлен из волн, а волна - из фотонов, но в природе такое невозможно. Никакая реальная частица вещества не может состоять из волн, а фотон считается субатомной частицей. Волна может распространяться только в материальной среде. Для световой волны и радиоволны такой средой официально считается электромагнитное поле, излучаемое источником света или радиопередатчиком. Это поле якобы летит со скоростью 3 . 108 м/с, а по этому полю гуляют волны тоже со скоростью 3 . 108 м/с. Если вы коллекционируете примеры софистики, то вот вам - очередной. Даже если бы существовал в природе романтический "эфир", и даже если бы источник (передатчик) создал бы такой "эфир" в облике электромагнитного поля, то ни световые волны, ни радиоволны не смогли бы распространяться по такому полю-эфиру, поскольку его плотность и упругость практически были бы равны нулю. Если бы от мощнейшего источника волна все-таки возникла, то ее скорость была бы практически нулевой. Я имею в виду как скорость перемещения материи волны, так и скорость распространения волн. Ни световые волны, ни радиоволны, в классическом виде, в природе не существуют и не могут быть созданы искусственно , так что официальным математикам, развлекающимся в сфере естествознания, нет смысла выдумывать электрические, магнитные, электромагнитные или еще какие-либо экстравагантные поля. Корпускулы официальных теорий света, из чего бы эти корпускулы ни состояли, - такая же пустая выдумка, как и испускаемые источником одноразовые поля. Если элементарный источник излучения (атом) будет выделять из себя световые частицы, радио-частицы, тепловые частицы и так далее, то атом начнет "делиться" и вскоре развалится, а источник света, радиоволн и подобных излучений взорвется как атомная бомба. Элементарный источник света - это нуклон , который колеблется вместе с атомом источника света под действием химической реакции или под действием волны электрического тока. При прохождении гравитационного поля через атом источника света одно колебание нуклона (или цепочки нуклонов) формируют из материи поля корпускулу, которая станет световой, если ее длина соответствует длине "волны" видимого света. Корпускула имеет цилиндрическую форму и вращается, чем и объясняется ее поляризованность или же "электромагнитность". Радиопередатчик точно таким же способом формирует в летящем со скоростью 3 . 108 м/с гравитационном поле радиокорпускулу, которая проявляет себя в приемнике как радиоволна. Но что же такое, все-таки, "волна" в теории света и в радиотехнике? Это - не более чем привычный термин математического языка, превратно отражающего природные явления. Никаких волн ни источник света, ни радиопередатчик не создают, так как волны, в их водяном или газовом смысле, - это колебания материальной среды, а такую реальную среду еще никто (ни Бог, ни человек) не создал для источника света или радиопередатчика. "Эфир" - это давно развенчанный миф; а "электромагнитное поле" - наивная антинаучная выдумка математиков. Но если абстрагироваться от естествознания и перейти на язык сохранившейся нормальной математики, то конечно можно говорить, что длина световой волны или радиоволны - это длина корпускулы в несущем поле; период - время прохождения корпускулы через поперечное сечение приемника; частота - отношение единицы к величине периода.
3. Роль механики в мировой науке
Если под механикой понимать набор описаний и инструкций по машинам и механизмам, то это - прикладная механика, и такая механика фундаментальной науке не только не нужна, но даже приносит ей вред. Идеи прикладной механики эклектически переплетены с идеями экономики и политики того времени, в котором живет теоретик, поэтому теоретические ляпсусы не только не замечаются на фоне более сильных социально-экономических проблем, но даже умышленно вводятся в науку по принципу "цель оправдывает средства". Научной механике и ее основателям посвящены 2-я и 3-я главы книги, поэтому здесь я повторю лишь самое важное. Наиболее вредные идеи и теории внесла в механику тройка следующих любителей по созданию и внедрению экстравагантных учений: Лейбниц (теолог), Энгельс (социолог) и Эйнштейн (математик). Возомнив себя земными "творцами", способными перевернуть не только науку, но и мир вверх тормашками, эти "ученые" решились на радикальное удаление понятия времени (и самого времени) из понятий и формул, отражающих реальную работу и энергию. Вот их формулы: A = F ? S и E = mV2 / 2. где F - сила; S - путь перемещения массы; m - масса; V - скорость перемещения; А - работа; Е - энергия. Поскольку вас, уважаемый читатель, еще в школе замучили этими формулами, заставляя учить и не думать, то вы вряд ли заметили тогда и даже теперь грубейшие ошибки. Не так трудно вспомнить, что формула энергии выведена из формулы работы, но формула работы незаконно выведена из ложно трактуемого "золотого правила механики" . Подробности изложены в 8-ой главе. Ложная трактовка сделана осознанно и умышленно с целью подгонки фундаментальной механики под социально-экономические требования времени. Что отражает и означает формула A = F ? S ? Она отражает и означает выполнение какого-либо производственного или хозяйственного задания. Например, работу по такой формуле можно представить как переноску или перевозку груза на заданное расстояние или подъем груза на заданную высоту. При этом опускание груза или удержание груза на одной высоте работами не считаются. Работа по ускорению очень большой массы при горизонтальном перемещении без трения тоже вычисляется в официальной механике лишь по расстоянию, а не по затраченному времени. Для создания научной механики как основы физики нужно обратиться к бессмертным учениям Аристотеля, Декарта и Ньютона (смотрите 3-ю главу). В фундаментальной механике мы будем пользоваться следующими базовыми формулами, суждениями и понятиями.
-
--
Сила есть мощность.
-
--
Работа.
-
--
Энергия.
-
--
Основным понятием теории проводникового электрического тока следует считать электродвижущую силу, а основной единицей - вольт.
--
Количество электричества -
это не количество свободных зарядов, а количество энергетических волн, созданных источником ЭДС и прошедших через сечение проводника. Численно эта величина совпадает с величиной Q = I ? t электронно-газовой теории тока.
--
Все понятия, имеющие отношение к свободным зарядам, должны быть переданы в электростатику. Например, из теории проводникового тока устраняется понятие "напряженность".
--
Сила тока выводится из количества волн
I
=
Q
/
t
, поэтому не может входить в основные понятия и единицы, как это сделано в системе СИ, ориентирующейся на электростатику.
--
Металлический проводник состоит из цепочек поляризованных атомов, названных нитями.
Одна волна проходит только по одной нити проводника. Электролит проводит ток при образовании в нем цепочек из поляризованных молекул. Ни сами ионы, ни их движение для прохождения тока не нужны. Подробности смотрите в разделе "Электрохимия". Полностью научная теория проводникового электрического тока изложена в 4-й главе.
ї 31. Энергетическая волна
Чтобы легче было понять, какое место параграф с этим названием занимает в научной теории света, напомню краткое содержание теории, разложив все "по полочкам":
-
--
для распространения света вообще и в частности света звезд без потерь энергии, на любые астрономические расстояния и со скоростью 3 . 108 м/с нужно несущее материальное поле
, которое движется с названной скоростью, перенося на себе "корпускулы света"; таким полем является космическое гравитационное поле;
--
переносимая полем "корпускула света"
состоит из материи несущего поля и представляет из себя очень быстро вращающийся сплошной полевой цилиндр диаметром от долей ангстрема до нескольких ангстрем; длина цилиндра равна длине "волны света", если использовать это официальное понятие;
--
"корпускула света" формируется в несущем гравитационном поле с помощью "энергетической волны"
элементарного источника света.
ї32. Источник света
В предыдущем параграфе мы рассматривали перемещение энергетических волн вдоль проводника; но в тепловой или в световой "нагрузке", например в проволоке лампочки накаливания, энергетические волны идут не только в продольном, но и в поперечном направлении. Еще раз напоминаю, что вы изучаете новую теорию , в которой не позаимствовано ни одной идеи из антинаучных официальных теорий электричества и света. Если выразиться точнее, то названные официальные учения являются не науками, а эклектическим месивом из наивных, антинаучных и чаще всего вздорных идей и гипотез. О причинах такого безобразия я не раз говорил. Нарисуем сечение вольфрамовой нити накала лампы (сечение проволоки).На рисунке не показаны "нити" проволоки, то есть не показаны продольные цепочки атомов, по которым перемещаются и распространяются энергетические волны. Количество "нитей" (цепочек атомов) практически совпадает с количеством атомов в сечении проволоки. На геометрическом радиусе сечения проволоки расположены атомы, по которым перемещаются поперечные энергетические волны , то есть те волны, которые выходят из проволоки во внешнее пространство. Не следует думать, естественно, что поперечные волны - это те продольные волны, которые развернулись и стали двигаться в перпендикулярном направлении. Но материя поперечных волн формируется из материи продольных волн, а их суммарные энергии почти равны, если система изготовлена (собрана) технологически грамотно. Поперечные волны, как и продольные, образуются при колебании атома. Одно колебание - одна волна. Но между продольными и поперечными колебаниями есть различие. Продольные колебания распространяются по непрерывной продольной цепочке атомов. А в случае поперечного колебания волна распространяется просто по радиусу сечения проволоки, вне зависимости от наличия на этом "радиусе" атомов, хотя последние конечно же есть. В итоге, правильнее будет считать, что поперечная волна распространяется по территориям атомов, расположенных на геометрическом радиусе сечения провода. Следует помнить, что волна эта не математическая, а вполне реальная, материальная, обладающая упругостью и значительной плотностью, превышающей плотность известных жидкостей. Атомы, расположенные на "радиусе", одновременно принадлежат продольным цепочкам (нитям). Энергетическая волна распространяется по горизонтальной цепочке атомов (по нити) со скоростью 3·108 м/с. Путь длиной в 10-10 м (диаметр среднего атома) волна "пробегает" за 3·10-19 с, откуда следует, что вероятная максимальная частота колебания атома может достигать 3·1018Гц, так как частота есть величина, обратная величине периода. Но из таблицы, которая приведена ниже, видно, что в реальных лампочках накаливания через атом проходит за секунду в среднем 108 энергетических волн. Однако не спешите делать вывод, что атом колеблется с частотой 108Гц, потому что частота, как вы теперь вероятно знаете, -это не количество волн в секунду, а отношение единицы к продолжительности периода. Если через атом проходит за секунду 108 энергетических волн, то это означает всего лишь, что интервал между волнами длится 10-8 секунды. И это - вовсе не период волны, так как энергетические волны движутся по цепочке атомов (нити) на огромных расстояниях одна от другой. Если бы они двигались подряд, то период равнялся бы 3·10-19 с. Последняя цифра приведена чуть выше. Но какова же величина реального (действительного) периода колебания атома проволоки лампочки? Узнав эту цифру, мы легко подсчитаем частоту колебания атома, частоту входящей через "радиус" энергетической волны и частоту корпускулы света ("световой волны"). На современном этапе развития оптики мы можем двигаться при вычислении частоты колебания атома только обратным порядком: зная спектральную частоту, вычисляем частоту "радиуса" (подробности - ниже), а затем - частоту атома. Но кое-что нам уже известно. Во-первых, частота колебания атома пропорциональна количеству энергетических волн, проходящих через атом за секунду, а последняя величина пропорциональна величине напряжения на атоме (смотрите таблицу). В оптике в данном случае речь идет о температуре накала проволоки. Во-вторых, частота пропорциональна скорости перемещения энергетической волны по "радиусу", а последняя обратно пропорциональна количеству атомов на радиусе, так как они создают помеху для перемещения материи поля. Главной величиной для элементарного источника света является частота выходящей на поверхность проволоки энергетической волны. Мы уже знаем, что чем выше напряжение на атоме, тем больше энергия волны, тем выше ее скорость, тем короче ее период и тем больше ее частота. Но единая энергетическая волна может быть создана колебанием не одного атома "радиуса", а синхронным колебанием нескольких атомов "радиуса". В последнем случае энергия волны возрастет пропорционально количеству атомов, во столько же раз вырастут ее скорость и частота. Богатство спектра одного и того же вещества и различие спектров веществ подсказывают нам, что помимо самих атомов энергетические волны создаются нуклонами атомов. Для создания одной волны световой частоты нужно одно синхронное колебание от 12-ти до 24-х нуклонов, расположенных на радиусе сечения вольфрамовой проволоки. Энергия излучения одного нуклона соответствует частоте 3,15·1013 Гц, что в несколько раз меньше световой частоты. Если исследовать не вольфрам, а водород, то для получения волны видимого света потребуется цепочка минимум из 12-ти атомов водорода, расположенных на линии излучения. Электроны не участвуют в создании тепловых, световых и более коротких волн из-за своей легкости и очевидной неподвижности в атоме, поскольку с помощью электронов строится жесткий каркас твердого вещества. Еще раз напомню, что суммарная энергетическая волна может быть создана только теми атомами или теми нуклонами, которые расположены строго на линии излучения (на радиусе сечения проволоки) и которые совершили одно синхронное колебание. Это давно практически доказано в электротехнике, но не понято теоретиками, базирующимися на электростатической теории электричества. Например, мощность энергетической волны пропорциональна количеству источников электродвижущей силы, включенных в замкнутую цепь последовательно. При параллельном соединении источников электродвижущей силы мощность на выходе не меняется, и энергия, потребляемая "нагрузкой", не зависит от количества запараллеленных источников тока. Такова же ситуация и в источнике света: атомы поверхности излучателя работают параллельно, поэтому от величины площади излучателя ни энергия световой корпускулы, ни частота света не зависят. Повторю то, что было написано в 31-м параграфе: элементарным источником света является всего лишь одна электрон-протонная пара атома, находящегося на поверхности тела, излучающего свет. Электрон-протонная пара находится, в свою очередь, на поверхности атома, обращенной в сторону поверхности раскаленного тела. В этом же параграфе подробно описан процесс превращения энергетической волны источника света в корпускулу света. Импульс вращения корпускула света получает в момент прохода через поле вращающейся электрон-протонной пары. Постоянство вращения как электрон-протонной пары, так и корпускулы света поддерживается непрерывным притоком энергии из космического гравитационного поля. Ни о какой "инерции" вращения не может быть речи , так как все пространство Метагалактики заполнено непрерывным стационарным полем, обладающим упругостью и плотностью. Все корпускулы света, улетающие с поверхности источника света, вращаются в одну сторону и поэтому имеют одинаковую полярность (поляризованность). Элементарный источник света является самостоятельным и полноценным источником, не нуждающимся в помощи соседних источников. Все те разновидности корпускул и "волн", частот и энергий, которые выделяет источник света образуются в каждом элементарном источнике света данного раскаленного тела. Видимый свет занимает очень узкую полосу частот, а через элементарный источник выходят энергетические волны более низких и более высоких частот. Наибольшее количество энергии выходит в виде тепловых излучений, то есть излучений с низкими частотами. С гравитационным полем корпускулы всех видов излучений перемещаются совместно. Мы невольно подошли здесь к темам теплопередачи и теплопроводности. В официальной науке, базирующейся на ложной идее пустоты пространства между частицами вещества, под теплом понимается колебание атомов или молекул, а под теплопроводностью понимается передача колебаний от горячего тела к холодному. Опора на такие ложные догмы является одной из причин оболванивания будущих ученых и внедрения ложных идей в теорию излучений и в астрономию. Получается, например, так, будто бы энергия Солнца передается на Землю только в виде света и некоторых более длинных и более коротких волн. Но, во-первых, о каких "волнах"идет речь в официальной науке, если она отвергла "эфир" и не видит между редкими атомами космического "вакуума" ничего, кроме абсолютной пустоты?! Во-вторых, официальные "волны" не смогут передать тепло веществу Земли, так как эти самые "волны" не материальны и не содержат в себе вещества, колебание которого могло бы передать колебания веществу Земли. Явная нестыковка получается! Официальная фундаментальная наука, если она в ближайшее время совсем не сгинет, вынуждена будет отказаться от ложной идеи абсолютной пустоты пространства и снизойдет до изучения свойств стационарного материального поля, заполняющего пространство между частицами вещества. "Тепловая энергия" - это всего лишь высокопарная фраза в официальной науке. За этой фразой - пустота (логическая), так как наемный ученый не понимает сущности тепла. Он говорит, что если частица ударит другую частицу, то это называется теплопередачей и теплопроводностью. Но я думаю, что это правильнее будет назвать наивной глупостью. При упругих ударах передается только количество движения, и никакое тепло там возникнуть не может. Тепловая материя - это материя стационарного поля, проявляющая себя в движении, перемещении. Подробности изложены в 5-й главе. Энергия от источника света уходит в пространство не только в виде излучения, так как теплопроводностью обладают не только твердое вещество, воздух или плохонький вакуум. Теплопроводностью обладает материальное поле, заполняющее все пространство между частицами твердого тела, газа или вакуума. Разница - только в величине теплопроводности, так как плотность поля в твердом теле больше, чем в газе, а в газе - больше, чем в вакууме. Величина теплопроводности пропорциональна плотности поля. Электрической лампочкой, даже если в ее баллоне вакуум, можно обогревать небольшое помещение не хуже, чем электрической плиткой. Но из этого вовсе не следует делать вывод, будто бы в тепло превращается свет. Световая энергия может превратиться в тепловую, но она все-таки очень мала. Впрочем, мощности современных лабораторий позволяют начать тщательное изучение теплопередачи и излучений источников света. В этом деле нужна ясность! Чтобы получить точные цифры энергии световых корпускул и новый коэффициент частоты, вместо известной в наше время так называемой "постоянной Планка", нам предстоит составить довольно сложную таблицу, в которой анализируется работа и параметры двух ламп накаливания. Перед этим я приведу вспомогательные сведения. Данные по вольфраму Атомная масса - 183,85 а.е.м.. Плотность - 19 350 кг/м3 Количество атомов в 1 м3 - 6,3382295 ·1028. в 1 м - 3,9871 ·109. в 1 м2 - 1,5897 ·1019. Формула для определения количества атомов:
где NA = 6,0221367 ·1023 моль-1; d - плотность, кг/м3; А - атомная масса, а.е.м.. Масса атома - 3,0529 ·10-25 кг. Диаметр атома - 2,5081 ·10-10 м (официальный). Количество нуклонов - 184. Нити накала Вольфрамовые нити для лампочек мы будем брать не спиральные, а прямые, поэтому воспользуемся наиболее простыми формулами.
-
--
Пусть мощность лампочек 100Вт и 500Вт.
--
Напряжение 220 В.
--
Проектируемая температура нити 2800К.
--
Из справочника возьмем коэффициент, соответствующий данной температуре:
-
--
Диаметр нити: D = (I/I")2/3 см.
--
Длина нити:
·D
-
--
Проводящей "нитью" проводника служит непрерывная цепочка атомов вдоль провода. Энергетическая волна идет по одной "нити". Вольфрамовую проволоку лампочки мы будем называть нитью накала.
--
Количество проводящих нитей проволоки равно количество атомов в сечении.
--
Очень важной цифрой является среднее количество атомов на геометрическом радиусе сечения провода (на векторе). Оно вычисляется путем деления количества атомов в сечении на количество атомов на окружности провода.
--
Количество волн через сечение в секунду:
-
--
"Интервал" - время между энергетическими волнами через атом (от источника Э.Д.С.).
NN п/п | Параметры |
Отношение |
||
Сила тока, I, А | ||||
Диаметр нити накала, D, м | ||||
Радиус нити накала | ||||
Длина нити накала, , м |
||||
Количество атомов на длине нити провода | ||||
Количество атомов в сечении |
1,9208582 ·1010 |
1,6423895 ·1011 |
||
Количество атомов в объеме |
5,2876613 ·1019 |
7,7308125 ·1020 |
||
Количество атомов на поверхности |
1,3524534 ·1015 |
|||
Количество атомов на окружности | ||||
Количество атомов на "радиусе" (на векторе) | ||||
Количество волн через сечение в секунду |
1,4185241 ·1019 |
|||
Количество волн через атом сеч. за сек. | ||||
Время между волнами через (атом интервал) |
6,77006232 ·10-9 |
1,1578157 ·10-8 |
||
Напряжение на атоме, В |
7,9919618 ·10-8 |
4,6738403 ·10-8 |
||
Энергия "радиуса" (вектора) за секунду, Дж | ||||
Энергия атома за секунду, Дж |
1,8911956 ·10-18 |
6,467626 ·10-19 |
||
Энергия нуклона за секунду, Дж |
1,0278236 ·10-20 |
3,5150141 ·10-21 |
||
Энергия атома за интервал (за одну волну), Дж |
1,2804546 ·10-26 |
7,4884076 ·10-27 |
||
Энергия нуклона за интервал (за одну волну), Дж |
4,0697867 ·10-29 |
|||
Энергия волны от одного нуклона, Дж |
4,0697867 ·10-29 |
Еинт. = 7,39397 ·10-14·6,77006232 ·10-9 = 5,0061785 ·10-22 Дж.
Энергию излучения "радиуса" (вектора) за время "интервала" можно изобразить в виде площади, ограниченной осью координат и общеизвестной кривой энергии излучения на каждой длине волны.
Рис Энергия излучения "радиуса" сечения нити накала лампочки 100 Вт за "интервал". Примечания. 1. Заштрихована область видимых волн (видимого света). 2. Справа кривая опускается до 10 мкм (на рисунке не показано). 3. Энергия излучения "радиуса" (вектора) за время "интервала" изображена в виде площади, ограниченной осью координат и общеизвестной кривой энергии излучения на каждой длине волны.
Левая часть кривой предыдущего рисунка. Энергия большой клеточки: Е кл. = 8,7827692-Ю" 24 Дж. Энергия маленькой клеточки (тетрадной): Ем лет. = Е кл /16 = 5.4892307 Ю" 25 Дж. Подсчет энергии показал, что левую нижнюю клетку нужно увеличить, поэтому делаем еще один рисунок.
Мкм
Левая часть кривой предыдущего рисунка. Энергия большой клеточки: Екл. = 8,7827692 ·10-24Дж. Энергия маленькой клеточки (тетрадной): Ем.кл. = Екл /16 = 5,4892307 · 10-25Дж Подсчет энергии показал, что левую нижнюю клетку нужно увеличить, поэтому делаем еще один рисунок. Энергия большой клетки Е = 5,4892307 · 10-25Дж. Энергия маленькой клетки (тетрадной): Ем.кл. = Е /25 = 2,1956923 · 10-26Дж. Вычислим энергии крайних левых участков и занесем вычисления в небольшую таблицу.
?, мкм | Кол-во клеток | Энергия участка, Е, Дж | ?, мкм | Кол-во клеток | Энергия участка, Е, Дж |
0,200 - 0,205 | 0,05 | 1,098 · 10-27 | 0,225 - 0,230 | 0,15 | 3,293 · 10-27 |
0,205 - 0,210 | 0,05 | 1,098 · 10-27 | 0,230 - 0,235 | 0,2 | 4,391 · 10-27 |
0,210 - 0,215 | 0,1 | 2,195 · 10-27 | 0,235 - 0,240 | 0,2 | 4,391 · 10-27 |
0,215 - 0,220 | 0,1 | 2,195 · 10-27 | 0,240 - 0,245 | 0,25 | 5,49 · 10-27 |
0,220 - 0,225 | 0,15 | 3,293 · 10-27 | 0,245 - 0,250 | 0,25 | 5,49 · 10-27 |
Перейдем к обследованию правого края кривой, изображающей энергию излучения на разных частотах. По направлению вправо длины волн увеличиваются. А частота волны и ее энергия соответственно уменьшаются. Минимум энергии и самое низкое положение кривой справа будет там, где всего один нуклон создает всего одну волну. Из таблицы "Лампочки накаливания как источники света" мы можем выписать энергию волны от одного нуклона (пункт 20-й): Еволны нуклона = 6,959 ·10-29Дж. Предполагая, что коэффициент частоты нам уже известен (h = 2,21 ·10-42), вычислим частоту волны и длину волны правого конца обследуемой кривой:
Если вы вернетесь к тексту под графиком кривой, то там было сказано: "Справа кривая опускается до 10 мкм". Тогда мы еще не знали подлинной величины коэффициента частоты. Двигаясь теперь обратным порядком, то есть основываясь на знании частоты волны нуклона и на знании величины энергии его волны, мы можем вычислить коэффициент частоты:
Итак, мы воспользовались двумя приемами нахождения коэффициента частоты и пришли к одинаковым числам. Но есть еще один способ, который подтвердит истинность наших выводов. Я говорил еще в начале книги и в других разделах, что Планк, Эйнштейн и эйнштейнианцы завысили коэффициент частоты в 3 ·108 раза. Подробно описаны причины такого "ученого" безобразия. Но сейчас мы остановимся только на цифрах. Разделив коэффициент частоты, полученный Планком ("постоянная Планка"), на величину скорости света, мы узнаем подлинную величину коэффициента частоты:
Что и требовалось доказать!
ї33. Световая корпускула
Свет есть перемещение гравитационным полем корпускул, сформированных из материи этого поля . Для перемещения материи со скоростью 3 ·108 м/с необходимо наличие несущего поля, которое перемещается с этой скоростью. Таким полем является космическое гравитационное поле. Физики, в отличие от математиков должны понимать различие между скоростью перемещения и скоростью распространения. Для распространения нужна вещественная среда: газ, жидкость, твердое тело. В абсолютной пустоте, которую проповедуют современные академики, не может распространяться ни свет, ни звук, ни радиоволны. Скорость распространения прямо пропорциональна упругости среды. Для распространения гипотетических "световых волн" потребовалась бы среда, упругость которой намного превосходит упругость известных на Земле твердых тел, так как требуемая скорость распространения чрезвычайно высока: 3 ·108 м/с. Никаких "световых волн" в природе нет и никто не наблюдал их в лабораторных условиях; такие волны - выдумка математиков. Но нам придется иногда пользоваться термином "длина световой волны", чтобы найти общий язык с писаниями официальной оптики. Нужно только помнить, что под "длиной световой волны" следует понимать реальную геометрическую длину световой корпускулы. Мною пересмотрены и еще два близких понятия:-
--
период
- время, в течение которого световая корпускула проходит через неподвижное сечение (плоскость);
--
частота
- величина, обратная периоду.
?, м |
, Гц |
Екорп., Дж | Колич. "рабочих" нуклонов на "радиусе" | Разница в длинах корпускул, м |
. "Волновой фронт", как видим, не понадобился, но ведь именно на него делал ставку Гюйгенс. Итак, получили:
. "Волновой фронт", как видим, не понадобился, но ведь именно на него делал ставку Гюйгенс. Что такое софистика? Это нарушение законов логики, выполненное умышленно и достаточно тонко и незаметно. Один из методов применения софистики показал Гюйгенс с целью внедрения в оптику своей фантастической волновой теории света. В своих рассуждения насчет "волнового фронта" Гюйгенс нарушил логический закон тождества. Обратите внимание, что в первой среде (до плоскости между средами) у Гюйгенса движется всего одна огромная сферическая волна, у которой он выделяет лобовую плоскость и называет эту часть "фронтом волны". А после прохода границы между средами речь идет уже не о "фронте волны", как это должно быть в случае соблюдения логики, а речь идет о множестве мелких "вторичных" сферических волн, распространяющихся на равных правах во всех направлениях второй среды. Никакой единой волны нет, единого направления светового потока нет, и Гюйгенс вводит уже совершенно новое понятие "волновой фронт", проведя касательную так, чтобы она была перпендикулярна лучу преломленного света. Но второго фронта просто не может быть даже внутри теории Гюйгенса, так как "вторичные волны" его теории распространяются сами по себе во все стороны пространства. Но как же преломление света происходит не в абстрактной геометрии, а в действительности? Я уже говорил выше, что корпускула света испытывает торможение со стороны вещества, через которое она перемещается, и если плотность среды не меняется, то корпускула света движется строго по одному направлению. Смена направления полета происходит в том случае и в то время, когда корпускула света "падает" под косым углом на границу двух сред, имеющих разную плотность. Чтобы понять причину такого "поведения" корпускулы света, нужно знать ее структуру, форму и содержание. Световая корпускула - сплошной цилиндр, состоящий из материи гравитационного поля. Ее длина от тысячи до десяти тысяч раз больше ее диаметра. Меняя направление полета на границе двух сред, корпускула постепенно изгибается в районе границы, а во второй среде снова становится прямолинейной. Почему происходит изгиб корпускулы? Корпускула вращается вокруг своей оси, которая совпадает с направлением полета. Правильнее будет представлять корпускулу не как вращающийся жесткий стержень, а как множество плоских вращающихся в одну сторону дисков, насаженных на общую ось. При косом падении на границу двух сред, имеющих разную плотность, диск касается второй среды не сразу всей плоскостью, а краем, наиболее удаленным от оси вращения. Если вторая среда более плотная, то край диска испытывает торможение, и тормозящая сила среды начинает разворачивать диск, перемещая ось его вращения ближе к перпендикуляру, условно проведенному через плоскость между средами. Рис.N Смещение диска корпускулы форму и содержание. Световая корпускула - сплошной цилиндр, состоящий из материи гравитационного поля. Ее длина от тысячи до десяти тысяч раз больше ее диаметра. Меняя направление полета на границе двух сред, корпускула постепенно изгибается в районе границы, а во второй среде снова становится прямолинейной. Почему происходит изгиб корпускулы? Корпускула вращается вокруг своей оси. которая совпадает с направлением полета. Правильнее будет представлять корпускулу не как вращающийся жесткий стержень, а как множество плоских вращающихся в одну сторону дисков, насаженных на общую ось. При косом падении на границу двух сред, имеющих разную плотность, диск касается второй среды не сразу всей плоскостью, а краем, наиболее удаленным от оси вращения. Если вторая среда более плотная, то край диска испытывает торможение, и тормозящая сила среды начинает разворачивать диск, перемещая ось его вращения ближе к перпендикуляру, условно проведенному через плоскость между средами.
Рис.N Смещение диска корпускулы
Ниже границы MN, показанной на рисунке, среда более плотная, в оптическом смысле. Диск АВС изображен в трех позициях:
-
--
А1В1С1 - диск касается краем А1 границы между средами;
--
А2В2С2 - границу пересекает середина диска;
--
А3В3С3 - диск начал перемещаться в новом направлении, то есть в направлении преломленного луча света.
-
--
"смещение", вызванное взаимным разлетом или сближением космических тел, находящихся в одном гравитационном поле (в поле одной звезды);
--
"смещение", вызванное взаимным (относительным) перемещением космических тел, находящихся в двух полях (в полях двух звезд).
И спасибо за внимание!
682 692 625 - 656 - Геом. ось Геометрический радиус сечения (кружочками обозначены атомы) Сечение проволоки
Интерес к оптическим проблемам в начале XIX в. был продиктован развитием учения об электричестве, химии и паротехнике. Казалось очень вероятным, что в природе теплоты, света и электричества есть нечто общее. Открытие и изучение фотохимических реакций, химических реакций с выделением теплоты и света, тепловых и химических действий электричества - все это заставляло думать, что изучение света окажется полезным для решения важных научных и практических задач.
В XVIII в. подавляющее большинство ученых придерживалось корпускулярной теории света, которая хорошо объясняла многие, но не все оптические явления. В начале XIX в. в поле зрения физиков попадают вопросы интерференции, дифракции и поляризации света, которые неудовлетворительно объяснялись корпускулярной теорией. Это приводит к возрождению, казалось, забытых идей волновой оптики. В оптике происходит настоящая научная революция, закончившаяся победой волновой теории света над корпускулярной.
Первым в защиту волновой теории света выступил в 1799 г. английский врач Т. Юнг, разносторонне образованный человек, занимавшийся исследованиями в области математики, физики, механики, ботаники и т.д., обладавший обширными знаниями в литературе, истории, многое сделавший для расшифровки египетских иероглифов. Юнг критиковал корпускулярную теорию света, указывая на явления, которые нельзя объяснить с ее позиций, в частности, одинаковые скорости световых корпускул, выбрасываемых слабыми и сильными источниками, а также то обстоятельство, что при переходе из одной среды в другую одна часть лучей постоянно отражается, а другая постоянно преломляется. Юнг предложил рассматривать свет как колеблющееся движение частиц эфира: «...Светоносный эфир, в высокой степени разреженный и упругий, заполняет Вселенную... Колебательные движения возбуждаются в этом эфире каждый раз, как тело начинает светиться». Волновую природу света он обосновывал прежде всего явлением интерференции света.
Опыт, демонстрирующий явление интерференции света, состоит в следующем. В экране прокалывают два маленьких отверстия на близком расстоянии друг от друга и освещают его солнечным светом, проходящим через отверстие в окне. За этим экраном помещают второй экран, на который падают два световых конуса, образовавшиеся за первым экраном. В том месте, где эти конусы перекрываются, на втором экране видны светлые и темные полосы. От присоединения света к свету образуется темнота! Юнг правильно предположил, что темные полосы образуются там, где гребни световых волн поглощают друг друга. Если закрыть одно отверстие, то полосы пропадают, а на экране видны только дифракционные кольца. Измеряя расстояние между кольцами, Юнг определил длины волн красного, фиолетового и некоторых других цветов. Он рассмотрел и некоторые случаи дифракции света. Появление дифракционных полос он объяснял интерференцией двух волн: прошедшей прямо и отраженной от края препятствия. Кроме того, он высказал важную догадку о том, что явление поляризации света возможно только в том случае, если световая волна является поперечной, а не продольной.
Хотя работы Юнга свидетельствовали в пользу волновой теории света, они тем не менее не привели к отказу от корпускулярной теории, которая продолжала господствовать в оптике.
В 1815 г. против корпускулярной теории выступил французский ученый О.Френель. После окончания Политехнической школы в Париже он работал в провинции инженером по прокладке и ремонту дорог, а в свободное время занимался научными исследованиями. Заинтересовался вопросами оптики и самостоятельно пришел к убеждению, что справедлива не корпускулярная, а волновая теория света. В 1818 г. Френель объединил полученные результаты и изложил их в работе о дифракции света, представленной на конкурс, объявленный Французской академией наук.
Работу Френеля рассматривала специальная комиссия в составе Ж.Б. Био, Д.Ф. Араго, П.С. Лапласа, Ж.Л. Гей-Люссака и С.Д. Пуассона - сторонников корпускулярной теории. Но результаты работы Френеля настолько соответствовали эксперименту, что просто отвергнуть ее было невозможно. Пуассон заметил, что из теории Френеля можно вывести следствие, противоречащее здравому смыслу: как будто в центре тени от круглого экрана должно наблюдаться светлое пятно. Эту «несообразность» подтвердил опыт: возражение превратилось в свою противоположность. Комиссия в конце концов признала правильность результатов волновой теории Френеля и присудила ему премию. Однако теория Френеля еще не стала общепринятой, и большинство физиков продолжало придерживаться старых взглядов.
Заключительным аккордом в борьбе корпускулярной и волновой теорий света явились результаты измерения скорости света в воде. Согласно корпускулярной теории, скорость света в оптически более плотной среде должна быть больше, чем в оптически менее плотной, а по волновой теории - наоборот. В 1850 г. французские физики Ж.Б.Л. Фуко и А.И.Л. Физо, измеряя скорость света с помощью вращающегося зеркала, показали, что скорость света в воде меньше, чем в воздухе, и тем самым окончательно подтвердили волновую теорию света. К середине XIX в. приверженцев корпускулярной теории света осталось уже мало.
Проблема эфира. Любая новая теория, решая одни проблемы, вместе с тем ставит и ряд новых. Так случилось и с волновой теорией света. В отличие от корпускулярной волновая теория света должна была решить вопрос о свойствах среды - носителя световой волны. Такую среду еще со времен Декарта назвали эфиром. Ответ на вопрос, каковы свойства эфира, предполагал решение двух фундаментальных проблем:
во-первых, какую волну представляют собой световые колебания - продольную или поперечную. Если бы световые волны были продольными, как звуковые колебания, то теорию эфира следовало строить по аналогии с акустикой и теорией газов. Теория поперечных колебаний гораздо сложнее, поскольку такие колебания распространяются только в плотных (не газообразных) средах;
во-вторых, каким образом эфир взаимодействует с движущимся источником света (не увлекается им или увлекается, полностью либо частично). Иначе говоря, может ли эфир служить абсолютной системой отсчета для механического движения, поиск которой считал необходимым для обоснования физического знания И. Ньютон.
Для ответа на первый вопрос решающим оказалось объяснение поляризации света, которое (как показал еще Т. Юнг) было возможным только на основе гипотезы поперечных колебаний. Теорию поляризации света также разработал Френель. Согласно этой теории свет, испускаемый светящимся телом, не является поляризованным. Хотя каждая молекула тела в каждый момент времени излучает плоскополяризованный свет, но вследствие хаотичности движения каждой молекулы они колеблются в разных направлениях, причем направление колебаний каждой молекулы непрерывно изменяется в результате беспорядочных толчков, которые испытывает молекула нагретого тела. Складываясь, волны, испускаемые молекулами светящегося тела, дают одну волну, которая колеблется непрерывно и хаотично, меняя направление колебаний. Это и есть естественный свет. Поляризация света в твердом кристалле объясняется разложением колебаний естественного света вдоль осей кристалла по двум взаимно перпендикулярным направлениям. А из того, что поляризованные лучи не интерферируют, не влияют друг на друга, Френель сделал правильный вывод о поперечности световых колебаний.
Но выявление поперечного характера световых колебаний привело к ряду новых затруднений: с одной стороны, эфир как носитель поперечных колебаний (с высочайшей скоростью распространяющихся) должен быть чрезвычайно твердым веществом, а с другой стороны, он не должен оказывать заметного препятствия прохождению через него небесных тел. Объяснить это противоречие было очень сложно. Выдвигалось множество (в том числе и очень остроумных) гипотез по поводу свойств эфира, но ни одна из них не удержалась в науке.
В волновой теории света возникает еще одна кардинальная проблема - определение характера взаимодействия между движущейся Землей и эфиром как носителем световых волн; более широко - проблема взаимодействия между эфиром и веществом. Конкретно она выражалась в вопросе: увлекается или не увлекается эфир Землей при ее движении в Космосе. Если эфир не увлекается движущимися телами, значит, он является абсолютной системой отсчета, и тогда механические, электрические, магнитные и оптические процессы можно связать в единое целое. Если эфир увлекается движущимися телами, то он не является абсолютной системой отсчета, значит, существует взаимодействие между эфиром и веществом в оптических явлениях, но такое взаимодействие отсутствует в механических явлениях, следовательно, необходимо было по-разному объяснять явление аберрации, эффект Допплера и др. Эта проблема в течение всего XIX в., вплоть до возникновения специальной теории относительности, определяла развитие фундаментальных проблем теоретической физики. Особенно она обострилась после создания Дж.К. Максвеллом теории электромагнитного поля.
Интерес к оптическим проблемам в начале XIX в. был продиктован развитием учения об электричестве, химии и паротехнике. Казалось очень вероятным, что в природе теплоты, света и электричества есть нечто общее. Открытие и изучение фотохимических реакций, химических реакций с выделением теплоты и света, тепловых и химических действий электричества - все это заставляло думать, что изучение света окажется полезным для решения важных научных и практических задач.
В XVIII в. подавляющее большинство ученых придерживалось корпускулярной теории света, которая хорошо объясняла многие, но не все оптические явления. В начале XIX в. в поле зрения физиков попадают вопросы интерференции, дифракции и поляризации света, которые неудовлетворительно объяснялись корпускулярной теорией. Это приводит к возрождению, казалось, забытых идей волновой оптики. В оптике происходит настоящая научная революция, закончившаяся победой волновой теории света над корпускулярной.
Первым в защиту волновой теории света выступил в 1799 г. английский врач Т. Юнг, разносторонне образованный человек, занимавшийся исследованиями в области математики, физики, механики, ботаники и т.д., обладавший обширными знаниями в литературе, истории, многое сделавший для расшифровки египетских иероглифов. Юнг критиковал корпускулярную теорию света, указывая на явления, которые нельзя объяснить с ее позиций, в частности, одинаковые скорости световых корпускул, выбрасываемых слабыми и сильными источниками, а также то обстоятельство, что при переходе из одной среды в другую одна часть лучей постоянно отражается, а другая постоянно преломляется. Юнг предложил рассматривать свет как колеблющееся движение частиц эфира: «...Светоносный эфир, в высокой степени разреженный и упругий, заполняет Вселенную... Колебательные движения возбуждаются в этом эфире каждый раз, как тело начинает светиться». Волновую природу света он обосновывал прежде всего явлением интерференции света.
Опыт, демонстрирующий явление интерференции света, состоит в следующем. В экране прокалывают два маленьких отверстия на близком расстоянии друг от друга и освещают его солнечным светом, проходящим через отверстие в окне. За этим экраном помещают второй экран, на который падают два световых конуса, образовавшиеся за первым экраном. В том месте, где эти конусы перекрываются, на втором экране видны светлые и темные полосы. От присоединения света к свету образуется темнота! Юнг правильно предположил, что темные полосы образуются там, где гребни световых волн поглощают друг друга. Если закрыть одно отверстие, то полосы пропадают, а на экране видны только дифракционные кольца. Измеряя расстояние между кольцами, Юнг определил длины волн красного, фиолетового и некоторых других цветов. Он рассмотрел и некоторые случаи дифракции света. Появление дифракционных полос он объяснял интерференцией двух волн: прошедшей прямо и отраженной от края препятствия. Кроме того, он высказал важную догадку о том, что явление поляризации света возможно только в том случае, если световая волна является поперечной, а не продольной.
Хотя работы Юнга свидетельствовали в пользу волновой теории света, они тем не менее не привели к отказу от корпускулярной теории, которая продолжала господствовать в оптике.
В 1815 г. против корпускулярной теории выступил французский ученый О.Френель. После окончания Политехнической школы в Париже он работал в провинции инженером по прокладке и ремонту дорог, а в свободное время занимался научными исследованиями. Заинтересовался вопросами оптики и самостоятельно пришел к убеждению, что справедлива не корпускулярная, а волновая теория света. В 1818 г. Френель объединил полученные результаты и изложил их в работе о дифракции света, представленной на конкурс, объявленный Французской академией наук.
Работу Френеля рассматривала специальная комиссия в составе Ж.Б. Био, Д.Ф. Араго, П.С. Лапласа, Ж.Л. Гей-Люссака и С.Д. Пуассона - сторонников корпускулярной теории. Но результаты работы Френеля настолько соответствовали эксперименту, что просто отвергнуть ее было невозможно. Пуассон заметил, что из теории Френеля можно вывести следствие, противоречащее здравому смыслу: как будто в центре тени от круглого экрана должно наблюдаться светлое пятно. Эту «несообразность» подтвердил опыт: возражение превратилось в свою противоположность. Комиссия в конце концов признала правильность результатов волновой теории Френеля и присудила ему премию. Однако теория Френеля еще не стала общепринятой, и большинство физиков продолжало придерживаться старых взглядов.
Заключительным аккордом в борьбе корпускулярной и волновой теорий света явились результаты измерения скорости света в воде. Согласно корпускулярной теории, скорость света в оптически более плотной среде должна быть больше, чем в оптически менее плотной, а по волновой теории - наоборот. В 1850 г. французские физики Ж.Б.Л. Фуко и А.И.Л. Физо, измеряя скорость света с помощью вращающегося зеркала, показали, что скорость света в воде меньше, чем в воздухе, и тем самым окончательно подтвердили волновую теорию света. К середине XIX в. приверженцев корпускулярной теории света осталось уже мало.
Проблема эфира. Любая новая теория, решая одни проблемы, вместе с тем ставит и ряд новых. Так случилось и с волновой теорией света. В отличие от корпускулярной волновая теория света должна была решить вопрос о свойствах среды - носителя световой волны. Такую среду еще со времен Декарта назвали эфиром. Ответ на вопрос, каковы свойства эфира, предполагал решение двух фундаментальных проблем:
во-первых, какую волну представляют собой световые колебания - продольную или поперечную. Если бы световые волны были продольными, как звуковые колебания, то теорию эфира следовало строить по аналогии с акустикой и теорией газов. Теория поперечных колебаний гораздо сложнее, поскольку такие колебания распространяются только в плотных (не газообразных) средах;
во-вторых, каким образом эфир взаимодействует с движущимся источником света (не увлекается им или увлекается, полностью либо частично). Иначе говоря, может ли эфир служить абсолютной системой отсчета для механического движения, поиск которой считал необходимым для обоснования физического знания И. Ньютон.
Для ответа на первый вопрос решающим оказалось объяснение поляризации света, которое (как показал еще Т. Юнг) было возможным только на основе гипотезы поперечных колебаний. Теорию поляризации света также разработал Френель. Согласно этой теории свет, испускаемый светящимся телом, не является поляризованным. Хотя каждая молекула тела в каждый момент времени излучает плоскополяризованный свет, но вследствие хаотичности движения каждой молекулы они колеблются в разных направлениях, причем направление колебаний каждой молекулы непрерывно изменяется в результате беспорядочных толчков, которые испытывает молекула нагретого тела. Складываясь, волны, испускаемые молекулами светящегося тела, дают одну волну, которая колеблется непрерывно и хаотично, меняя направление колебаний. Это и есть естественный свет. Поляризация света в твердом кристалле объясняется разложением колебаний естественного света вдоль осей кристалла по двум взаимно перпендикулярным направлениям. А из того, что поляризованные лучи не интерферируют, не влияют друг на друга, Френель сделал правильный вывод о поперечности световых колебаний.
Но выявление поперечного характера световых колебаний привело к ряду новых затруднений: с одной стороны, эфир как носитель поперечных колебаний (с высочайшей скоростью распространяющихся) должен быть чрезвычайно твердым веществом, а с другой стороны, он не должен оказывать заметного препятствия прохождению через него небесных тел. Объяснить это противоречие было очень сложно. Выдвигалось множество (в том числе и очень остроумных) гипотез по поводу свойств эфира, но ни одна из них не удержалась в науке.
В волновой теории света возникает еще одна кардинальная проблема - определение характера взаимодействия между движущейся Землей и эфиром как носителем световых волн; более широко - проблема взаимодействия между эфиром и веществом. Конкретно она выражалась в вопросе: увлекается или не увлекается эфир Землей при ее движении в Космосе. Если эфир не увлекается движущимися телами, значит, он является абсолютной системой отсчета, и тогда механические, электрические, магнитные и оптические процессы можно связать в единое целое. Если эфир увлекается движущимися телами, то он не является абсолютной системой отсчета, значит, существует взаимодействие между эфиром и веществом в оптических явлениях, но такое взаимодействие отсутствует в механических явлениях, следовательно, необходимо было по-разному объяснять явление аберрации, эффект Допплера и др. Эта проблема в течение всего XIX в., вплоть до возникновения специальной теории относительности, определяла развитие фундаментальных проблем теоретической физики. Особенно она обострилась после создания Дж.К. Максвеллом теории электромагнитного поля.