physics_saveliev_3 (535941), страница 31
Текст из файла (страница 31)
Поэтому в одних местах колебания зарядов совершаются в вертикальном направлении 4при наблюдении сбоку эти места будут светлыми), в других местах — в горизонтальном направлении (эти места будут темными1. Таким образом, сбоку жидкость У-У Рас. И4. представляется состоящей из чередующихся светлых и темных слоев, перпендикулярных к лучу света, идушему через сосуд. Расстояние между соседними светлыми (или темными) слоями равно тому пути, при прохождении которого плоскость поляризации поворачивается на 180'.
При пропускании белого света из-за дисперсии вращательной способности максимумы интенсивности рассеянного света для разных длин волн придутся на разные сечения сосуда, так что жидкость будет представляться распавшейся на радужно окрашенные слои. 187 Рнс. !зз В цилиндрическом сосуде из-за преломлеиия рассеяпиых лучей при выходе из стекла в воздух') окрашенные слои оказываются наклоненными относительно оси сосуда, давая картину, изображенную иа рис.
133. На рис. 135,5 даи поперечный разрез сосуда. Лучи, идущие в глаз иаблюдателя от верхней части, от середины и от нижней части сосуда, обозначены 1', 2' и 3'. Середина сосуда будет казаться темной в том сечении, где колебаиия зарядов имеют направление, указаииое'двустороиией стрелкой 2 (иа рис. 135, а это сечение обозначено тоже цифрой 2). Верхняя часть сосуда будет 1' темной в том сечении, , в котором колебания совершаются вдоль иа.т правления 1 (сечеиие 1 иа рис.
!35, а). Наколу ф иец, нижняя часть сосуда будет темной в том сечении, в котором колебания зарядов совершаются вдоль направления 3 (сечеиие 3 иа рис. 135, а). Сечения 1 и 3 лежат симметрично отиосительпо сечения 2. Точки 1, 2 и 3 воспринимаются наблюдателем как имеющие одинаковую яркость (в моиохроматическом свете) или одинаковую окраску (в белом свете).
Магнитное врашеиие плоскости поляризации. Оптически неактивные вещества приобретают способность вращать плоскость поляризации под действием магнитного поля. Это явление было обнаружено Фарадеем (!846 г.) и поэтому называется иногда э ф ф е к т о м Фа р а де я. Оио наблюдается только при распространении света вдоль направления магнитного поля (точиее — вдоль направления иамагиичеиия). Поэтому для наблюдения эффекта Фарадея в полюсиых иакоиечииках электромагнита просверливают отверстия, через которые пропускается луч света. Исследуемое вещество помещается между полюсами электромагиита. Угол поворота плоскости поляризации гр пропорциоиалеи пути 1, проходимому светом в веществе, и иапря- ') Нз границе рзстнора со стеклом луч арономлнетси незначительно (относительный показатель преломлении близок к единице).
188 женностн магнитного поля 0 (точнее — намагинчению вещества): ~р = 7(Н. (34.3) Коэффициент Р называется постоянной Верде или удельным магнитным вращением. Постоянная г', как н постоянная вращения а, зависит от длины волны. Направление вращения определяется по отношению к направлению магнитного Поля. Для пол о ж н тел ьн ы х веществ направление поля и направление вращения образуют правовинтовую систему, для о т р и ц а т е л ьн ы х веществ — левовинтовую систему. От направления луча знак вращения не зависит. Следовательно, если, отразив луч зеркалом, заставить его пройти через намагниченное вещество еще раз в обратном направлении, поворот плоскости поляризации удвоится.
Магнитное вращение плоскости поляризации обусловлено возникающей под действием магнитного поля прецессией электронных орбит (см. т. Н, 3 52). В результате прецессии электронов скорость волн с различным направлением круговой поляризации становится неодинаковой, а это, как мы видели, приводит к вращению плоскости поляризации. Оптически активные вещества под действием магнитного поля приобретают дополнительную способность вращать плоскость поляризации, которая складывается с их естественной способностью. ГЛАВА Ч! ОПТИКА ДВИЖУЩИХСЯ СРЕД И ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ 5 35. Опыт Физо н опыт Майкельсона До сих пор мы предполагали, что источники, приемники и другие теча, относительно которых рассматри.
валось распространение света, неподвижны. Естественно заинтересоваться вопросом, как скажется на распространении света движение, например, источника или приемника световых волн. При этом возникает необходимость указать, относительно чего происходит движение. В акустике (см. т. 1, $86) мы рассмотрели движение источника и приемника звуковых волн относительно среды, в которой эти волны распространяются. Выяснилось, что такое движение оказывает влияние на протекание акустических явлений (эффект Допплера) и, следовательно, может быть обнаружено. Первоначально волновая теория рассматривала свет как упругие волны, распространяющиеся в некой среде, получившей название мирового эфира.
После возникновения теории Максвелла на смену упругому эфиру пришел эфир — носитель электромагнитных волн и полей. Под этим эфиром подразумевалась особая среда, заполняющая, как и ее предшественник упругий эфир, все мировое пространство и пронизывающая все тела. Раз эфир представлял собой некую среду, можно было рассчитывать обнаружить движение тел, например источников или приемников света, по отношению к этой среде. В частности, следовало ожидать существования «эфирного ветра», обдувающего Землю при ее движении вокруг Солнца. 190 Обнаружение движения тел относительно эфира привело бы к появлению абсолютной системы отсчета, по отношению к которой можно было бы рассматривать движение всех других систем.
В механике (см. т. 1, $17) мы познакомились с принципом относительности Галилея, согласно которому все механические явления протекают в различных инерциальных системах отсчета одинаковь!м образом '). Из этого утверждения вытекает полная равноправность в механическом отношении всех инерцнальных систем отсчета. Обнаружение эфира сделало бы возможным выделение (с помощью оптических явлений) особенной (связанной с эфиром), преимущественной, абсолютной системы отсчета. Тогда движение остальных систем можно было бы рассматривать по отношению к этой абсолютной системе. Из сказанного вытекает, что выяснение вопроса о взаимодействии мирового эфира с движущимися телами имело большое значение. Можно было допустить три возможности: 1) эфир совершенно не возмущается движущимися телами; 2) эфир увлекается движущимися телами частично, приобретая скорость, равную ссо, где о — скорость тела относительно абсолютной системы отсчета, сх — коэффициент увлечения, меньший едйницы; 3) эфир полностью увлекается движущимися телами, например Землей, подобно тому как тело при своем движении увлекает прилежащие к его поверхности слои газа (см.
т. 1, $ бО). Однако такая возможность опровергается рядом опытных фактов, в частности существованием явления аберрации света. В 5 4 мы видели, что изменение видимого положения звезд может быть объяснено движением телескопа относительно системы отсчета (среды), в которой рассматривается распространение световой волны. Опыт Физо. В 1351 г. Физо, с целью выяснения во проса о том, увлекается ли эфир движущимися телами, осуществил следующий опыт.
Параллельный пучок света от источника 5 разделялся посеребренной полупрозрачс ной пластинкой Р на два пучка, обозначенных цифрами 7 и 2 (рис. 136). За счет отражения от зеркал Мь Мз и Мз пучки, пройдя в общей сложности одинаковый ') Иными словами, уравнении механики инвариантны по отношению к преобразованию координат и времени от одной инерцнальной системы отсчета к другой. 19! путь 1., снова попадали на пластинку Р. Пучок 1 частично проходил через Р, пучок 2 частично отражался, в результате чего возникало два когерентных пучка 1' и 2', которые давали в фокальной плоскости зрительной трубы интерференционную картину в виде полос. На Рис. !36.
пути пучков 1 и 2 были установлены две трубы, по которым могла пропускаться вода со скоростью и в направлении, показанном стрелками. Луч 2 распространялся в обеих трубах навстречу движению воды, луч 1 — по течению. При неподвижной воде пучки 1 и 2 проходят путь 1. за одинаковое время. Если иода при своем движении хотя бы частично увлекает эфир, то прн включении тока воды луч 2, который распространяется против течения, затратит иа прохождение пути 1.
большее время, чем распространяющийся по течению луч 1. В результате между лучами возникнет некоторая разность хода и интерференциониая картина сместится. Интересующая нас разность хода возникает лишь на пути лучей, пролегающем в воде. Этот путь имеет длину 2й Обозначим скорость света относительно эфира в воде буквой о. Когда эфир не увлекается водой, скорость света относительно установки будет совпадать с о. Предположим, чта вода при своем движении частично увлекает эфир, сообщая ему относительно установки скорость аи (и — скорость воды, а — коэффициент увлечения1. Тогда скорость све- 192 та относительно установки для луча 1 будет равна о + ссм, а для луча 2 равна о — оси. Луч 7 пройдет, путь 21 за время 1г = 21/(и+ аи), луч 2 — за время 1з = = 21!(и — аи).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
