Фейнман - 03. Излучение. Волны. Кванты (1055663), страница 43
Текст из файла (страница 43)
После выкшочения света импульсы прекращаются. Если снова включить свет и край продмега по-прежнему находится в поле зрения, то импульсы возникают снова. Они не исчезают. Другой сорт волокон очень похож на первый, но с тем исключением, что они не работагот, если край прямой. Нужно, чтобы край был изогнутым! Насколько сложной должна быть система взаимных связей сетчатки глаза лягушки, чтобы видеть движение иаогпутой поверхности) Более того, если зги волокна чем-то возбунгдены, то воабуокдение не может дерукаться так же долго, как в первом случае, и если мы выключим свет и включим его снова, то импульсы не возобновятся. Впрочем, это зависит от движения выпуклой поверхности. Глаз видит ее движение и помнит, где опа находится, но если мы па момент выключим свет, то глаз просто забывает о ней и больше ее не видит.
Следующим типом является регистрация изменения контраста. Если край надвигается или отодвигается, то сигналы есть. Но если предмет стоит, то никаких сигналов вообще нет. Затем есть «регистратор тусклости». Если интенсивность света уменьшается, то возникают импульсы, если она неизменна— импульсы прекращаются: регистратор работает, только когда свет тускнеет. И наконец, есть несколько волокон, которые слу кат регистраторами темноты.
Самое удивительное, что они беспрестанно «стреляют»! Если свет усиливается, «выстрелы» становятся более редкими, а если ослабевает, то, наоборот, «огонь» становится более частым, но он не прекращается ни на секунду. В темноте жс онп «строчат», как сумасшедшие, напоминая постоянно: «Ты»а! Тьма! Тьма!» Все зтн реакции кажутся слишком сложными, чтобы их можно было как-то классифицировать. Подозрительно даже, правильно ли истолкованы эксперименты. Но самое интересное, что эти же классы очень отчетливо выделяются самой анатомией лягушки! После того как волокна были расклассифицированы !очекь важно, что зго было сделано после), другие измерения обнару»кили, что скоросши импульсов, бегущих по различным волокнам, не одинаковы.
Так что был найден другой независимый способ определения сорта волокна! Еще один интересный вопрос: насколько велика анализирующая область, связанная с какнм-то одним волокном? Ответ оказался различным для разных классов волокон. На фиг. 36.14 показана поверхность так называемой покрышки мозга лягушки. Сюда приходят волокна из зрительного нерва. Все эти нервные волокна связаны с различными слоямн покрышки.
Слоистое строение ее напоминает строение сетчатки (это один из фактов, говорящих нам о том, что сетчатка и мозг весьма похожи друг на друга). Если теперь взять электрод и постепенно перемещать его вниз по слоям, то можно определить, где оканчиваются разные типы зрительных волокон. Опыт дает очень красивый и удивительный результат: оказывается, что различные сорта волокон оканчиваются в различных слоях! В первом слое оканчивается первый тип волокон, во втором— второй; третин и пятын оканчиваются в одном и том же слое, а глубже всех проникает четвертый тип.
(Вас не должно удивлять, что номера их почти совпали с номерами слоев! Именно поэтому они и пронумерованы таким образом, в ранних работах они нумеровалнсь иначе! ) 1, Ф и г. д6 14. Покрышка .нозга лявуи~юи Все, что мы узнали, можно кратко сформулировать так: повидимому, имеются три сорта пигментов. Может быть множество различных сортов рецепторов, в которые этн пигменты входят в различных пропорциях, однако множество внутренних связей позволяет складывать н вычитать аффекты отдельных нервных клеток Таким образом, прежде чем мы действительно поймем цветовое зрение, необходимо понять конечный зтап ощущение зрения вообще.
Зто все еще открытый вопрос,но исследования с микрозлектродамн, возможно, дадут нам в конце концов дополнительные сведения о том, как же мы видим цвета. Х.«г» з а 3 7 КВАНТОВОЕ ИОВЕ,'ТЕИИЕ й 1. Атовгная механика Опыт с пулеметной стрельбой Опыт с волнаии Опыт с электро- нами Интерферен- ция электронных воли Как просле- дить эа э»ге««тропок г Начальные принципы квантовой иеханики Принцип неопределен- ности ф 1. А»»»омная механика В последних нескольких главах мы с вами й й.
рассмотрели многие существенные понятия, без которых невозможно разобраться ни в яв- лении света, ни вообще в электромагнит- 5 а ном излучении. (Некоторые специальные воп- росы — теориго показателя преломления плот- ного вещества и полное внутреннее отражение— мы отложим до будущих времен.) Мы имели дело % б- с так называемой «классической теорией» электромагнитных волн, и для миоягестэа яв- лений она давала достаточно точное описание природы. И пас не очень заботило при этом, что световая энергия всегда доставляется пор- % * циямн — «фотонамн».
Очередной темой, которой мы собираемся заняться (в главах, начиная с 39) *, явля- ется проблема поведения сравнительно круп- и ных массивов вещества — нх механических иля, скажем, ях тепловых свойств. Знакомясь с этими свойствами, мы увидим, что старая клас- сическая теория здесь немедленно терпит не- удачу, тершгт по той причпне, что вещоство а на самом деле состоит из частиц атомных разме- ров.
И если все же мы намерены польаоваться старой теориен, то только потому, что это единственное, в чем мы можем разобраться с помощью изученной нами классической ме- ханики. Но наши успехи не будут велыки. Мы обнаружим, что в отличие от теории света теория вещества на атом пути довольно быстро наталкивается на затруднения. Можно было бы, конечно, обойти все атомные эффекты сто- роной. Но вместо атого мы решили здесь вкли" Выпуск 4, нить небольшой экскурс в основные идеи квантовых свойств вещества, в квантовые представления атомной физики. Надо же, чтоб вы хоть примерно представляли, как выглядит то, что мы обходим. Все равно ведь атомные эффекты до того важны, что нам не миновать познакомиться с ними вплотную.
Стало быть, сейчас мы перейдем к введению в предмет квантовой механики. Но по-ластоящему проникнуть в суть предмета вы сможете лишь намного позже. Квантовая механика — это описание поведения мельчайших долек вещества, в частности всего происходящего в атомных масштабах. Поведение тела очень малого размера не похоже ни па гто, с чем вы повседневно сталкиваетесь.
Эти тела не ведут себя ни как волны, нп как частицы, ни как облака, или биллиардные шары, или грузы, подвешенные на пружинах,— словом, они не похожи ни на что из того, что вам хоть когданибудь приходилось видеть. Ньютон считал, что свет состоит из частиц. А потом оказалось, как мы ун;е убедились, что снег ведет себя подобно волнам.
Позже, однако (в начале ХХ нека), обнаружилп, что, действительно, поведение света временами напоминает частицу. Об электроне же, наоборот, сначала думали, что оп похож на частицу, а потом было выяснено, что во многих отношениях он ведет себя как волна. Значит, на самом деле его поведение ни на что не похоже. И мы сдались. Мы так и говорим: зОн ии на что не похе'кз. Однако, к счастью, есть еще одна лазейка: дело в том, что электроны ведут себя в точности подобно свету. Квантовое поведение всех атомных объектов (электронов, протонов, нейтронов, фотонов и т.
д.) одинаково: всех их можно назвать ччастицамн-волнамиз (годится, впрочем, и любое другое название). Значит, все, что вы узнаете про свойства электронов (а именно они будут слуноыь нам примером), все это будет применимо к любым «частицамз, включая фотоны света.
В течение первой четверти нашего века постепенно накапливалась информация о поведении атомов и других мельчайших частиц, и знакомство с эзвм поведением вело ко все большему замешательству среди физиков. В 1920 — 1927 гг. оно было устранено работамн Шредингера, Гейзенберга и Бориа, Им удалось в конце концов получить непротиворечивое описание поведения вещества атомных размеров. Основные характерные черты этого описания мы и разберем в данной главе, Раз поведение атомов так не похоже на наш обыденный опыт, то к нему очень трудно привыкнуть. И новичку в науке, и опытяому физику — всем оно кажется своеобразным и туманным.
Даже большие ученые не понимают его настолько, как им хотелось бы, и это совершенно естественно, потому что весь непосредственный опыт человека, вся его интуиция — все 193 прилагается к крупным телам. Мы знаем, что будет с большим предметом; но именно так мельчайшие тельца и не поступают. Поэтому, изучая нх, приходится прибегать к различного рода абстракциям, напрягать воображение и пе пытаться связывать их с нашим непосредственным опытом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
