Главная » Просмотр файлов » Борн М.,Вольф Э. - Основы оптики

Борн М.,Вольф Э. - Основы оптики (1070649), страница 5

Файл №1070649 Борн М.,Вольф Э. - Основы оптики (Борн М.,Вольф Э. - Основы оптики) 5 страницаБорн М.,Вольф Э. - Основы оптики (1070649) страница 52017-12-28СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

е. явления дифракции. Френель решил задачи о дифракции на крае, небольших отверстиях и экране; наиболее убедительным оказалось экспериментальное подтверждение Араго предсказания, выведенного Пуассоном из теории Френеля н состоявшего в том, что в цснгрс тени от круглого диска должно находиться светлое пятно. В том же году (18!8 г.) Френель занялся весьма важной проблемов влияния движения Земля на распространение света, а именно попытался выяснить, существует ли какие-нибудь различие между светом ог звезд н светом от земных источников.

Ломеник Франсуа Араго (1786 — 1853 гг.) экспериментально обнаружил, что (помимо аберрации) никакого различия пег. На основании этих наблюдений Френель создал теорию о частичном увлечении светового эфира движущимися тглакщ, теорию, которая была подтверждена в 1851 г. прямыми измерениями Армандом Иполитом Луи Физо (1819 — 1896 гг.). Виесте с Араго Френель исследовал интерференцию поляризованных л>чей света и обнаружил (в 18!6 г.), что лучи, поляризованные во взаимно перпендикулярных плоскостях, никогда не интерферируют.

Этот факт нельзя было согласовать с общепринятым тогда предполаэкепиеч а прадольности свстовых вази. 'Юнг, узнавший об этом открытии от Араго, нашел в 1817 г. разгадку возникшего противоречия, прелпобожив, что световые катебания поперечны, Френель, сразу же оценив исю важность такогопредположения, попытался подтвердить сто. исходя из более падежнои днпамической основы 1201, и вывел из пега много следствий. Так, поскольку в жидкости могут существовать *) Г!оследбвзтелем волковой теории света бмл и М, В. ГГочгжасов, каи>рмй к работе, ккублзкавквной к !7бб г., агстакэзл кредсгкккевие о свете ккк о кыкбккккх эфира (бз'1. (17ркм. ред.) 18 истотичвеков вввленив только продольные волны, эфир должен вести себя, как твердое тело; однако в то время теория упругих волн в твердых телах еще не была сформулировапв. Вместо создания такан теории и вьшада нз пес следствий для антики Фреисл< «обернул» задачу и попытался выяснить св<тйгтва снггаиого м)>яра из наблюдсшш.

Ок начал с изучения необычных зиконов распространения света в кристаллах; выяснение этих законов в сведение нх к нескольким простым предпа.<оженням о природе элементарных залп лвляегся одним нз важнейших дас>и>кеннй <ютественной науки. В 1832 г. Вильям ) эмиль»он (!805 — 1865 гг ) !2! 1, сам внесший большой вклад в развитие оптики, обратил внимание на важное следствие, вытекающее из теории Френеля, а именно на вазможность существования конической рефракции, которая была экспсриментально обнаружена вскоре после этого Хвчфрн Ллойдам (!800 — 1881 гг.) !22!. Френель также гарный сделал предположение (182! г.), развитое позднее Коши, что для выяснения причины дисперсии необходимо учитывать моле- куля рную структуру вещества !23!.

Динамические налепи»<еханизма кеуебапий эфира привели Френеля к законам (носящим >еперь его имя), которые лают пн<еисииность и полнрнзацию световых лучей после преломления н отражения !241. Рабата Френеля сталь надежно обосновала волновую теорию, что казалось совсршсяно излишним проведение контрольного эксперимента, впервые предложенно<.о Араго, который был осуществлен в 1850 г.

Фуко !251 н Физо и Враже 126). Корпускулярная теория объясняет преломление квк притяжение светояых частиц на границе двух сред оптически более плотной средой, отнуда вытекает, что скор<кть снега в балов платной среде больша: волновая жс теория, согласно Гюйгенсу, дпег меньшую скорость снега в оптически более плотной среде. Непосредственное измерение скорости света в воздухе и воде полностью подтвсрдила вьшод волновой теории *). В последующие деся<мшегия была развита теория упругого эфира. Первым ша<ам и этом нанравленна явилась создание теорие упругости для твердых тел. Она была сформулирована Клодом Луи Марии Анри Навье (1785— 1836 гг.) !271, предположйв>ним, что вещество состоит из бесчисленного количества частиц (точечных масс, атомов), взаимодействующих друг с другом вдаль линий, соединяющих пары частил. Августину Луи Коши (1789 — !857 гг.) !28! принадлежит привычный теперь вывод уравнений упр»тости для сплошной с>едыы.

Из других ученых, приияя<аиших участие в развитии теории о<пики, следует упомянуть Симона Лепи Пуассона (17И вЂ” 1840 гг.) !291, Джорджа Грина (1793 — 1841 гг.) !301, 71жеймса Маккалаха (1809 — 1847 гг.) !ЗН и Франца Неймана (!798 — !895 гг.) !32!. В настоящее время нег смысла подробно абсу>кдзть нн сами теории, ци те трудности, с каторымн онн сталкивались, поскольку все эти трудности вытекали из требования (от него уже давно отказались), чтобы оптические явления м<пьна было описывать в рамках механики. Достаточно упомянуть следующее. Рассл<агрцм две соприкасающиеся упругие среды и предположим, что в пеавой среде в направлении границы раэдела распространяется поперечная волна.

Согласно законам механики эта волна ращцепится во второй среде на две: продольную н поперечную. Однвко из экспериментов Араго и Френеля следует, что продольяай упругой волны не должно быть. Разрешить это противоречие ыевазможно, не нарушал законов механики, содержащихся в граничных условиях для напряжений и натяжений. Различные теории, предложенные упомлпутыми выше авторами, отличались друг от друга предполагаемыми граничными условиями, которые всегда оказывались несовместимыми с законами механики.

*) По существу норпу<вулврпвв в вщп<оввв т«орви оп«рвроввви с рвввымв ловатввмв скорости. Этот вопрос подроаво рввоарпв в (63*1. (Прим. рад.) истОРическОе Введение Если считать эфир упругой твердой субстанцией, то как тогда ответить нн следующий напрос: каким образом хнижутся через такую среду планеты с огромныл»н скоросгнмн, не испытывая при этом никакого сопротивленняу Джорд>к Габриэль Стокс (!8!9 — 1903 гг.) считал, что эту трудность можно обойтн, если предположить, что скорости планет малы по сравнению со скоростями колебаний частиц эфира, образующих свет; например, известно, что такие твердые тела, как смола или сургуч, могут колебаться с болыпой часто. той, но легко деформируются, если велик период колебания во>действу>ошей силы.

Подобные возражения кажутся иам теперь искусственнылш, посйольку мы не считаем исобходимька, чтобы все явлении природы можно было истолкоюпь и рамках механических представлений. Первый шаг на иутц отхода от теории упрутога эфира был сделан Маккалахом (331, постулиронавшпм существование срсды со свойствами, которыми обычные тела пе попадают.

Последние накапливают энсргию при дефорчации элементов объема, при вращении же накопления энергии не происходит. В эфире Маккалаха имеет мсюто обратная ситуация. Законы распространений волн в такой срсдс иссыка сходны с законами. вытсьакхцими пэ»равнения Максвелла (для электромаш>итных волы), которые являются основои современной оптики. Несмотря на множество трудностей, теория упругого эфира доминировала в течение длительного времени, и многие вьща>ащисся физики Х!Х века внесли свой вклад в ее развитие. Кроме уже отмеченных ученых, необходимо упомянуть Вильяма Томсона (лорд Кельвин, 1824 — 1908 гг.) !34), Карла Неймана (1832 — 1928 гг.) !38>), Лжона Вильяма Стрэтга (лорд Рэлей, 1842— !9!9 гг.) (Зб! и 1 устава Кирхгофа (1824 — 1887 гг.) !37!.

За это время бьши решены многие оптические проблемы, однако объяснение основ оптики оставалось неудовлетворительным. В это жс время практически независима от оптических работ проводились исследования по электричеству и магнетизму, увенчавшиеся открытиями Майкла Фарадея (1791 — 18б7 гг.) (38!. Пжеймсу Кларку Максвеллу (1831— 1879 гг.) !39! удалось подытожить все имевшиеся знал>ж в этой области, сформулировав систему уравнении; наиболсс важным нх следствием оказалась возможность существования э»ектромагнитных волн, распрсстраияк>шихся со скоростью, величину которой можно вычислить из результа>ов чисто электрических измерений.

Когда Рудольф Кольрауш (1809 — 1838 гг.) и Вильгельм Вебер (1804 — 1891) !401 выполнили этн из»>ерения, скорость электромагнитных ноли совпала со скоростью свата. Отсюда Максвелл заключил, >то свет представляет собой электромагнитные волны; его заключение было экспериментельно подтверждено в 1888 г. Гсцрихом Герцем (1887 — 1894) (4П Несмотря иа это, электромагнитная то>рпя Максвелла выдержала длительную борьбу, прежде чем получила всеобщее признание.

По-видимому, одно из характерных свойств мышления человека состоит в том, что оно краине неохотно отказывается от прияычных представлений, особеяно если 1>рнходится жертвовать ради этого конкретной картиной явления. В течение длительного времени сам Максвелл и его последователи пытались описать электромагнитное поле с помощью »>еханических моделей. Только потом, когда идеи Максвелла стали более привычнымн, ученые постепенно оставили попьпкн »объяснения» его уравнений на основе ь>еханики; в настоян!се время не вазннкает грудностсй при представлении электромагнитного поля Максвелла в виас некой субстанции, ие сводящейся ни к чему более простому.

Но даже электромагнитная теория света достигла со временем границ, эа которыми опа становится неприменимой. Опа способна объяснить в общих чертах все явления, связанные с распространением света. Однако она пе смогла описать процессы излуч»ння и поглощения, которые опредечяются более тонкими особенностями взаимодействия вещества с оптическим полем, 20 истовячесвов явклвяив Законы, управляющие зтвми процессами, являются предметом исследовапня современной оптики, даже более того,— современной физики. Их нс!орня начинается с открытия некоторых закономерностей в спектрах. Первым было открытие (в 1814 — 1817 гг.) темных линий в солнечном спектре Лвчозефоэ! Фрзунгоферов! (1787 — !826 гг.) (421, названных его именем «), и их интерпретация как липин поглощения, дзннан! в 1861 г. на основе э~ спернмсятоп Робертом Вильгельмом Бупзеном (!8!1- 1899 гг.) и Густавом Кирхгофом (!824 — 1887 гг.) 144).

Характеристики

Тип файла
DJVU-файл
Размер
17,9 Mb
Тип материала
Высшее учебное заведение

Список файлов книги

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6489
Авторов
на СтудИзбе
303
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее