> Энциклопедический словарь Гранат, страница > Свет

Свет

Свет. Учение о С., или оптика, первоначально охватывало собой исключительно те явления, которыя производят непосредственное воздействие на орган зрения и вызываютъ в нас ощущение С. Позднее, когда все более и более стала выясняться физическая основа световых явлений, оказалось, что световия явления составляют частный случай более обширного класса явлений: были открыты так называемые невидимые лучи, подчиняющиеся тем же самымъ законам, что и видимые, но не действующие непосредственно на глаз. Таким образом в настоящее время учение о С. стало гораздо шире, оно теперь охватывает некоторые области, которые раньше относились к другимъ главам физики: так, например, учение о так называемом „лучистом тепле“. Отсюда ясно, что печать, наложенная нашими органами чувств на развитие науки, сказывающаяся уже в старинном разделении науки на главы соответственно нашим органам чувств.

как, например, звук, свет, тепло, постепенно стушевывается, и это медленное вытеснение „антропоморфного элемента“ из современной науки является, как метко указал проф. М. Планк, едва ли не лучшимъ доказательством ея прогресса.

Излагать учение о световых явлениях почти невозможно, не коснувшись теории С. Едва ли найдется другая область физики, в которой с равным ожесточением велась борьба между различными теоретическими воззрениями: в первой половине XIX в волнообразная теория окончательно восторжествовала надъ теорией испускания (эмиссионной) Ньютона, и в свою очередь в конце 80-х и в начале 90-х годов XIX в она должна была уступить место электромагнитной теории, высказанной впервыф в 60-х гг. XIX в гениальным английским физиком Максу-элом. Наконец, в наши дни появилась новая теория „световых количествъ“, или „квантъ“, которая, впрочем, как это, повидимому, выясняется за последнее время, касается лишь способа возникновения или испускания видимыхц и всевозможныхъ невидимых лучей и не касается вовсе самого механизма распространения С., видимого или невидимого в той или иной среде (смотрите излучение). На основании сказанного можно подумать, что все учение о С. должно явным образом носить следы потрясений, вызванных сменой руководящих теорий, но более близкое знакомство с современной оптикой вполне устраняетъ подобные подозрения. Волнообразная теория действительно сильно отличается от эмиссионной: она значительно проще объясняет большия группы явлений, а главное, как мы увидим ниже, основные посылки теории Ньютона опровергнуты строгими опытами. Что же касается перехода от старой волнообразной теории к электромагнитной, то он никакими потрясениями не сопровождался, какъ не сопровождается потрясениями переход от частного к общему. Въ современных книгах по электромагнитной теории целия главы переписаны из старых учебников, основанных на старой теории. Таким образом все старое вошло в составъ нового, как часть. Зато электромагнитная теория дает объяснение уже известным ранее явлениям, которые оставались необъясненными или объяснялись с натяжкой старой волнообразной теорией, а также позволяет предсказывать новия явления, новые факты.

1. Измерения скорости С. Остановимся прежде всего па способах измерения скорости С., т. е. скорости, с которой распространяется то, что мы называем С.

а) Способы астрономические. В 1675 г. датский астроном Олафъ Рёмер определил время обращения одного из спутников Юпитера, измерив промежутки времени, отделявшие начала двух последователь

ных затмений спутника самой планетой (смотрите фигура 1: J — Юпитер, — конус тени его, а — спутник). Этотъ промежуток оказался равным 42 часам. Рёмер, воспользовавшись этимъ числом, составил таблицу времени начала затмений на год вперед; при сравнении этой таблицы с наблюдениями, оказалось, что затмения наступают все позже и позже; черезъ полгода разница достигла приблизительно 1.000 секунд, но затем она начала убывать, а через год момент наступления затмения совпалъ с вычисленным. Рёмер объяснилъ зто явление тем, что при перемещении земли по орбите от Тх до Т2 (фигура 1) расстояние от земли до Юпитера увеличивается на величину, равную диаметру орбиты эемли,—около 3.108 км., и G. проходит это расстояние в 1.000 секунд, чем и обясняется запаздывание. Из этих данных получается для скорости света

300.000 км. в секунду.

Другой астрономический способ был предложен Брадлеем в 1727 г. Способ этот основан на измерении угла аберрации {см.), т. е. кажущагося изменения направления, по которому видна звезда. Пока свет, двигаясь но трубе от объектива 0 (фигура 2), дойдеть до Sj (промежуток времени tx), труба, двигаясь с земным шаромъ со скоростью V, успеет переместиться на некоторое, хотя и малое, расстояние sjS, почему изображение звезды S, находящейся вблизи полюса эклиптики (смотрите эклиптика, аберрация), будет

находиться не в Sj, как получилось бы оно, если бы труба была неподвижна, а в Slt почему и звеэда нам будет казаться находящейся не в S, а несколько смещенной в сторону движения S. Из прямоугольного треугольника (фигура 2) имеем: в

vt1=ct1 tga, или с откуда, зная

Скорость земли по орбите и измерив угол аберрации а, найдем скорость света с. (Через полгода скорость земли будет иметь противоположное направление, и та же звезда будет смещена настолько же в противоположную сторону; откуда, разделив пополам полугодовое перемещение звезды, получаем а). Этот способ далэто время уже успело немного повернуться и занять положение АВ, почему и отраженный от него возвращающийся луч попадет не в О, а в 0; наблюдая это смещение, мы можем определить, на какой уголъ повернулось зеркало, а зная число оборотов его в минуту, можем определить, сколько потребовалось на это времени; найденный промежуток времени и покажет, сколько надо времени С., чтобы пройти из N в R и обратно.