ЧТО ТАКОЕ СВЕТ?

Scientific American, том XLIII., № 25, 18 декабря 1880 г., издательство Different, входит в серию книг HackerNoon. Вы можете перейти к любой главе этой книги здесь. ЧТО ТАКОЕ СВЕТ?

ЧТО ТАКОЕ СВЕТ?

Если, открыв учебник по геологии, можно найти изложенную точку зрения относительно создания и возраста Земли, которая существовала сто лет назад, и эта точка зрения серьезно выдвигалась как возможная или альтернативная гипотеза с нынешней выводимой гипотезой. Что касается теории туманностей, то можно было бы извинить за улыбку, когда он повернулся к титульному листу, чтобы узнать, кто, во имя геологии, должен писать такие вещи. Тем не менее это в точности похоже на то, что можно найти в большинстве трактатов по физике для школ и колледжей, если обратиться к теме света. Например, я цитирую книгу, изданную выдающимся деятелем науки в Англии, книгу с датой 1873 года.

«Существуют две теории света: одна — эмиссионная теория; ... другая — вибрационная теория»; точно так же, как если бы излучательная или корпускулярная теория не была математически несостоятельной шестьдесят лет назад и экспериментально продемонстрировала свою ложность более сорока лет назад. Если не рассматривать историю науки оптики, то нет никаких оснований упоминать последнюю теорию больше, чем старую теорию образования Земли. Не следует предполагать, что любой, чье мнение стоит спросить, все еще считает возможным, что старая точка зрения может быть истинной, поскольку против нее имеются доказательства, однако, хотя волновая теория преобладает, существует немало людей, хорошо обученных. в противном случае, кто все еще пишет и говорит так, как будто свет имеет какое-то независимое существование, в отличие от так называемого лучистого тепла; другими словами, тепло и свет, которые мы получаем от Солнца, совершенно различны.

Краткий обзор наших нынешних знаний об этой форме энергии поможет показать, насколько ошибочна общепринятая концепция света. В течение пятнадцати лет о тепле часто говорили как о способе молекулярного движения, а иногда его характеризовали как вибрационное, и у большинства людей сложилось впечатление, что вибрационное движение было реальным изменением. положения молекулы в пространстве вместо изменения формы. Сделайте из проволоки кольцо диаметром пять-шесть дюймов и, держа его между большим и указательным пальцами за скрученные концы, ощипайте его пальцем другой руки; кольцо будет вибрировать, иметь три узла и даст хорошее представление о характере вибрации, составляющей то, что мы называем теплом. Это вибрационное движение может иметь большую или меньшую амплитуду, а энергия вибрации будет пропорциональна квадрату этой амплитуды. Но колеблющаяся молекула отдает свою энергию вибрации окружающему эфиру; то есть он теряет амплитуду точно так же, как теряет ее колеблющийся камертон. Эфир передает полученную им энергию во всех направлениях со скоростью 186 000 миль в секунду, независимо от того, велика или мала амплитуда, много или мало вибраций. Это совершенно несущественно. Форма этой энергии, которую передает эфир, является волновой; то есть это мало чем отличается от волны на свободной веревке, когда один ее конец трясется рукой. Как каждое движение руки вызывает волну в веревке, так и каждая вибрация части молекулы вызывает волну в эфире. Теперь у нас есть несколько методов измерения длин волн в эфире, а также мы знаем скорость движения. Пусть v = скорость, l = длина волны и n = количество колебаний в секунду, тогда n = v/l, причем расчетным путем значение n варьируется в широких пределах, скажем, от 1 × 1014 до 20 × 1014. Но все колеблющиеся тела способны колебаться в нескольких периоды, самый длинный период называется основным, а остаток, который находится в некоторых простых отношениях к основному периоду, называется гармониками. Каждый из них придаст эфиру свое особое вибрационное движение, так что отдельная молекула может постоянно излучать лучи многих длин волн точно так же, как звучащий колокол одновременно издает звуки различной высоты.

Опять же, когда эти колебания эфира падают на другие молекулы, последние могут отразить их или поглотить, и в этом случае поглощающие молекулы сами заставляют вибрировать с увеличенной амплитудой, и мы говорим, что они нагрелись. Некоторые молекулы, например углерод, по-видимому, способны останавливать колебания волн всех длин и нагреваться ими; на другие влияют только колебания определенных длин волн или длин волн между особыми пределами. В данном случае это разновидность симпатической вибрации. Необходимо помнить о различии между молекулярными вибрациями и возникающими в результате них колебаниями эфира, а также о влиянии волн, которые падают на другие молекулы. К одному применено имя тепло, другому дано имя лучистая энергия; и не имеет значения, будут ли колебания длинными или короткими, одна и та же молекула может излучать и то, и другое.

Теперь пусть на пути таких лучей с разной длиной волны, исходящих от одной молекулы, поместят призму, и то, что называется дисперсионным действием призмы, разделит лучи в порядке их длин волн, причем более длинные волны преломляются меньше, чем более короткие; но энергия любой из них будет зависеть от амплитуды волн, которая, в свою очередь, будет зависеть от амплитуды вибрации той части молекулы, которая ее породила, но в целом более длинные волны имеют большая амплитуда, хотя и не обязательно. Следовательно, если термобатарею разместить так, чтобы она принимала эти различные лучи, и их энергию измерять по ее поглощению на лицевой стороне батареи, то каждая из них будет нагревать ее, причем более длинные волны будут больше, чем более короткие, просто потому, что амплитуда больше, но ни по какой другой причине, ибо возможно, а в некоторых случаях и факт, что короткая волна имеет столько же или больше энергии, чем более длинная. Если бы глаз занял место термобатареи, то было бы обнаружено, что некоторые из этих лучей вообще не воздействуют на него, а некоторые вызывают ощущение света. Это будет иметь место с любыми волнами, имеющими длину волны в пределах, скажем, 1–37 000 дюймов и 1–60 000 дюймов; более короткие волны не вызовут ощущения света. Если вместо глаза положить лист бумаги, промытый в растворе хлорида серебра, туда, где на него должны падать рассеянные лучи, то окажется, что на него вообще будут влиять только более короткие волны, причем среди этих более коротких были бы некоторые из тех лучей, которые глаз вообще не мог бы воспринять.

О книжной серии HackerNoon: мы предлагаем вам наиболее важные технические, научные и познавательные книги, являющиеся общественным достоянием.

Эта книга является общественным достоянием. Разное (2007). Scientific American, Том XLIII., № 25, 18 декабря 1880 г. Урбана, Иллинойс: Проект Гутенберг. Получено https://www.gutenberg.org/cache/epub/21081/pg21081-images.html.

Эта электронная книга предназначена для использования кем угодно и где угодно, бесплатно и практически без каких-либо ограничений. Вы можете скопировать ее, отдать или повторно использовать в соответствии с условиями лицензии Project Gutenberg, включенной в данную электронную книгу или на сайте www.gutenberg.org< /a>, расположенный по адресу https://www.gutenberg.org/policy/license.html.. эм>