Главная Список все работ Содержание word_zip
КВАНТОВАНИЕ СКОРОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В ОПТИКЕ
Распространение света в среде, с современной точки зрения, есть результат интерференции первичной волны и вторичных волн, возбуждаемых вынужденными колебаниями частиц, составляющих среду. Учет взаимной интерференции показывает, что фаза света распространяется со скоростью, отличающейся от С, и позволяет определить зависимость фазовой скорости от свойств среды и характеристик падающей волны. С другой стороны, процесс прохождения квантов света есть процесс поглощения и вторичного испускания фотонов частицами вещества, эквивалентный процессу возбуждения вторичных волн. "Именно этот процесс, - пишет Ландсберг, - и ведет к кажущемуся изменению скорости световых частиц, необходимому для объяснения преломления и дисперсии" [37].
При прохождении электромагнитной волны через вещество часть энергии волны затрачивается на возбуждение колебаний электронов. Частично эта энергия вновь возвращается излучению в виде вторичных волн, возбуждаемых электронами, частично же она переходит в другие виды энергии (например, во внутреннюю энергию вещества). Можно выделить три вида процессов: поглощение, пропорциональное интенсивности падающего света, излучение, пропорциональное интенсивности света (так называемое индуцированное или вынужденное излучение), и спонтанное излучение, не зависящее от интенсивности света. Вынужденное излучение обладает весьма важными свойствами. Направление его распространения в точности совпадает с направлением распространения внешнего излучения, вызвавшего переход. То же самое относится к частоте, фазе и поляризации вынужденного и внешнего излучения, т. е. вынужденное и внешнее излучение оказывается когерентным [38]. Все три вида процессов основываются на одном явлении, так называемом эффекте Допплера, который иначе можно назвать принципом Араго или ОПКСВ.
В 1810 году Араго поставил опыт, с помощью которого рассчитывал определить, изменяется ли показатель преломления призмы в случае использования света от звезд с учетом движения Земли. Араго, придерживающийся тогда еще корпускулярной точке зрения, для объяснения отрицательного результата своего эксперимента выдвинул гипотезу, согласно которой светящееся тело испускает световые частицы со всевозможными скоростями, из которых только частицы, обладающие определенными скоростями относительно человеческого глаза, вызывают в нем ощущение света. Однако он сам не был удовлетворен этим объяснением и обратился к Френелю с просьбой подумать, нельзя ли объяснить отсутствие эффекта с волновой точки зрения. Гипотезу, предложенную Араго, Френель также посчитал неудовлетворительной, так как было трудно допустить столь резкую избирательность глаза. Он полагал, что результат, полученный Араго, можно объяснить, если предположить, что "эфир свободно проходит через земной шар и что скорость, сообщенная этой тонкой жидкости, представляет собой небольшую часть скорости Земли и не превышает, например, одной сотой доли этой скорости" [39], т. е. если ввести гипотезу частичного увлечения эфира.
Таким образом, гипотеза Араго, в которой, возможно впервые в истории науки, было сказано о квантовании физической величины, в частности о квантовании скорости взаимодействия света, не получила должного внимания. Только в конце 1900 г. в связи с проблемой излучения абсолютно черного тела возникает гипотеза квантов. Для этого Максу Планку пришлось сделать предположение, совершенно чуждое классическим представлениям, а именно, допустить, что электромагнитное излучение испускается в виде отдельных порций энергии или квантов, величина которых пропорциональна частоте излучения [40].
"... Араго, насколько можно судить, - пишет Мандельштам, - видел только следующий, правда довольно остроумный выход из положения, который он излагает в своем письме к Френелю в 1818 г. Предположим, ... что свет состоит из частиц, вылетающих из источника со всевозможными скоростями, но наш глаз чувствителен только к частицам со скоростью С. Тогда в случае движущейся призмы (т. е. призмы, движущейся вместе с нами со скоростью
V к источнику) мы увидим те частицы, скорость которых относительно источника равна (С - V), а скорость относительно призмы равна (C - V) + V = C, и, таким образом, никакого влияния движения призмы не обнаружим" [41].Отсюда можно сделать вывод, что даже создание квантовой теории не заставило (а может быть и помешало) пристальнее взглянуть на гипотезу Араго.
Главная Список все работ Содержание word_zip