507    СВЕТ    508

теории, свет представляет собой волны в особом, тончайшем веществе, наполняющем все мировое пространство,—в эфире. Эта теория давала качественное, т. е. не основанное на точных законах объяснение явлений отражения, преломления, интерференции и дифракции С. Интерференция и дифракция вообще представляют собой явления, встречающиеся исключительно в волновых процессах. Если из двух или нескольких источников исходят волны одного и того же периода, то в одних частях пространства, где совпадают гребни волн, наблюдаются усиления волн, в других, где совпадают гребни одних волн с впадинами других,—ослабления волн. Эго и называется интерференцией. При прохождении волн через отверстия или около препятствий наблюдается загибание волн за препятствия; это и есть дифракция. Однако теория Гюйгенса не могла объяснить прямолинейности распространения С. Другим ее слабым местом было то, что она рассматривала световые волны как продольные, т. е. как волны сгущения и разрежения, подобно звуковым волнам (продольными вообще называются волны, колебания в к-рых совершаются вдоль направления распространения волн, вдоль луча). Вскоре (1670) было открыто явление поляризации С., которое, в частности, проявляется в том, что прохождение С. через кристаллы зависит от направления, под которым луч С. падает на кристалл. На основе учения Гюйгенса о продольных световых волнах поляризацию С. нельзя было понять. Вследствие этого волновая теория Гюйгенса была надолго отвергнута, и в науке вплоть до 30-х гг. 19 в. господствовала корпускулярная теория Ньютона.

В начале 19 в. волновая теория С. была развита работами Юнга и Френеля. Благодаря их работам была создана точная теория интерференции и дифракции, полностью объяснявшая наблюдаемые явления. Эта теория равным образом объясняла прямолинейность распространения С. Исследование поляризации С. привело Юнга и Френеля к выводу, что световые волны поперечны (поперечными называются волны, колебания в которых совершаются поперек направления распростраяения волн, поперек луча). Однако принятие поперечностн световых волн создало новую трудность. Творцы волновой теории считали, что световые волны представляют собой упругие волны в особой мировой среде—эфире. Так как поперечные волны могут распространяться только в твердом теле, то Френелю пришлось наделить светоносный эфир свойствами упругого твердого тела. Но тогда возникал вопрос, как в твердой среде могут свободно передвигаться небесные тела. Эта трудность всегда служила возражением против теории Френеля. Несмотря на это, волновая теория Френеля оказалась в блестящем соответствии с опытом и привела к низвержению ньютоновской теории. В течение

19 в. были сделаны многочисленные попытки разработать удовлетворительную модель упругого эфира. Но все они окончились неудачей.

В 1865 Максвелл опубликовал свои работы по электричеству, вызвавшие переворот в учении о С. Согласно теории Максвелла, С. есть поток электромагнитных волн. За правильность такого взгляда говорило, в частности, то, что скорость С. равна скорости распространения электромагнитных возмущений. Предсказания Максвелла оказались в столь хорошем согласии с опытом, что разработанная им электромагнитная теория С. быстро завоевала общее признание. Теорпя Максвелла предсказала существование свободных электромагнитных волн вообще. Такие электромагнитные волны—радиоволны—были вскоре открыты Герпем (1888). Теория Максвелла предсказала также существование светового давления, т. е. давления, производимого на тела падающим на них С. Давление С., несмотря на свою ничтожно малую величину, было на опыте обнаружено русским физиком П. Н. Лебедевым в 190Ї. Давление С. имеет огромное значение в жизнп космоса. Электромагнитная теория С. позволила установить единую точку зрения на лучистую энергию различных родов. Согласно этой теории, все излучения—радиоволны, инфракрасные лучи, видимый свету ультрафиолетовые и рентгеновскпе лучи и, наконец, гамма-.тучи—имеют одну и ту же природу и различаются лишь длиной волны. В настоящее время вся совокупность этих излучений понимается как свет в широком смысле слова.

Теория Максвелла была вскоре дополнена Лоренпем и др., обосновавшими электронную теорию. Согласно теории Лоренца, в атомах вешества находятся электроны, к-рые могут совершать колебания около положения равновесия. Под действием электрических сил световых волн электроны атомов совершают вынужденные колебания. А так как ускоренно движущиеся заряды излучают электромагнитные волны, то электроны сами становятся источниками световых волн. Взаимодействие падаю-ших на вещество световых волн и вторичных волн, испускаемых электронами вещества, обусловливает все основные явления распространения С. (рассеяние и дисперсию С.). Столкновения атомов приводят к нарушению колебаний электронов, что обусловливает поглощение С. веществом. Излучение С. атомами объяснялось с точки зрения электронной теории также колебаниями электронов в атомах, вызванными внешними причинами (удары частиц, освещение, химические процессы и др.).

Несмотря на превосходные успехи электромагнитной и электронной оптики, к началу

20 в. накопилось много фактов, к-рые не поддавались никакому объяснению с точки зрения теории электромагнитных волн. К указанной области относятся явления излучения и поглощения С. Эти явления оказалось возможным точно количественно объяснить, только допустив, что атом (или молекула) испускает (или поглощает) С. не непрерывно, а порциями— квантами—при переходах атома из одного устойчивого состояния в другое. Более того, очень большое число явлений приводит к заключению, что эти порции С. представляют собой световые «частицы»—фотоны. Световой поток таким образом представляет собой поток фотонов, или, иначе, квантов С. Эти представления впервые были введены в 1900 Планком, затем более подробно развиты Эйнштейном (1905). В 1913 Бор разработал квантовую теорию линейчатых спектров, к-рая затем была усовершенствована целым рядом ученых. Эта теория дает возможность изучать строение атомов по испускаемому ими спектру.

Таким образом в наст, время не имеется единой теории световых явлений. Очень большая область явлений—интерференция и дифракция С.—объясняется только волновой теорией; дру




Запрещено использование материалов в коммерческих целях.
Вся информация представлена только для ознакомления.