Цифровые библиотеки и аудиокниги на дисках почтой от INNOBI.RU
Новости Библиотека Учёные Ссылки Карта сайта О проекте



линолеум tarkett челябинск
Вариация значений сопротивления шунта 75ШСМ 150А равняется половине основной погрешности прибора.



предыдущая главасодержаниеследующая глава

ФАРАДЕЙ. МАКСВЕЛЛ. ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ

Фарадей и Максвелл являются одними из наиболее крупных ученых XIX в. Оба они имели очень широкий круг научных интересов, были людьми разносторонними. Но, по всей вероятности, наиболее крупным их достижением, которое правильно было бы рассматривать как общее, обоим им принадлежащее, является введение понятия электромагнитного ноля и разработка его теории (хотя Фарадей родился на 40 лет раньше Максвелла и вместе в буквальном смысле этого слова они никогда не работали).

Позднее в это направление большой вклад внес немецкий физик Генрих Рудольф Герц (1857 - 1894).

Вот как оценивают исследования в области электромагнитного ноля А. Эйнштейн и Л. Ипфельд: «Во второй половине девятнадцатого столетия в физику были введены новые революционные идеи; они открыли путь к новому философскому взгляду, отличающемуся от механического. Результаты работ Фарадея, Максвелла и Герца привели к развитию современной физики, к созданию новых понятий, образующих новую картину действительности» (Эйнштейн Л., Ипфельд Л. Эволюция физики, с. 102.)

Несколько слов о Фарадее. Английский физик и химик, член Лондонского королевского общества, иностранный почетный член Петербургской Академии наук Майкл Фарадей (1791 - 1867) родился в Лондоне, в семье кузнеца. Он учился в начальной школе, но уже в возрасте 14 лет его официальное образование закончилось - Фарадей поступил учеником в переплетную мастерскую. Интерес к науке Фарадей проявлял с раннего возраста: много читал, посещал различные публичные лекции, в частности лекции известного английского физика и химика Дэви, о котором выше уже говорилось. Лекции Дэви произвели на Фарадея большое впечатление и усилили стремление посвятить свою жизнь науке. Он обратился к Дэви с письмом, в котором просил принять его на работу в Королевский институт, где проводил свои исследования Дэви, и в 1813 г. был туда зачислен лаборантом. Сначала Фарадей сопровождал Дэви в его поездке в Европу, ознакомился с рядом лабораторий Франции и Италии, затем помогал Дэви в его исследованиях в Королевском институте, проявив при этом блестящие способности. Научная деятельность Фарадея и в дальнейшем протекала в Королевском институте; он вскоре получил возможность проводить исследования самостоятельно. В 1824 г., в возрасте 33 лет, Фарадей был избран членом Лондонского королевского общества.

Первый период научной деятельности Фарадея был посвящен химии. Ему удалось получить бензол, который в дальнейшем стал широко применяться при получении многих химических веществ. Широкую известность приобрели его работы по сжижению газов.

Начиная с 1821 г. научные интересы Фарадея сосредоточились на электричестве. Он показал, что все виды электричества («электричество трения», «животное электричество», «гальваническое», «термоэлектричество», «магнитное») представляют собой проявление одной и той же сущности, качественно тождественны и отличаются только количеством и интенсивностью. Для определения «количества электричества» Фарадей много занимался исследованием электролиза - процесса разделения веществ в результате прохождения электрического тока через разделяемое вещество. С помощью электролиза можно получить, например, водород из воды, алюминий из глинозема (Аl2О3), произвести никелирование поверхности металлических изделий, т. е. нанести тонкий слой никеля путем электролиза никелевого купороса (NiS04-7H2О). Фарадей установил основные количественные законы электролиза, носящие теперь его имя. В соответствии с этими законами количество прошедшего через электролит электричества q пропорционально массам тn превращенных веществ.

Фарадей был человеком не только талантливым, но также и на редкость целеустремленным. Зная об открытом в . 1820 г. Эрстедом магнитном действии тока, Фарадей поставил себе целью решить обратную задачу превратить магнетизм в электричество. Большим его успехом было открытие электромагнитной индукции. Это явление заключается в следующем. Если в магнитном поле (о сущности физического поля - главном предмете настоящего раздела - будет сказано немного ниже) движется электрический проводник или, наоборот, около проводника движется, например, постоянный магнит, в проводнике возникает электродвижущая сила, а если проводник замкнут, в цепи появляется электрический ток (Взаимоперемещения проводника и магнита обязательно должны быть такими, чтобы проводник пересекал линии магнитного поля. )(рис. 37, а). На этом рисунке М - постоянный магнит, А Б - проводник, Г - гальванометр. Постоянный магнит может быть заменен первичной цепью Э1 электрического тока, питание которой производится от батареи В (рис. 37, б). В этом случае магнитное поле создается протекающим в контуре Э1 электрическим током. Перемещение цепи Э1 по отношению к цепи Э2 (или, наоборот, перемещение цепи Э2 по отношению к цепи Э1) или изменение силы тока в первичном контуре Э1 вызывает появление тока во вторичном контуре Э2, о чем можно судить по показаниям гальванометра Г.

Рис. 37. Электромагнитная индукция
Рис. 37. Электромагнитная индукция

Таким образом, Фарадей опытным путем показал, что между магнетизмом и электричеством существует прямая динамическая (а не статическая) связь. Это открытие имело огромное научное и практическое значение.

Любопытное соображение высказал по этому поводу Дж. Бернал: «Открытие Фарадея имело также значительно большее практическое значение по сравнению с открытием Эрстеда потому, что оно означало возможность получения электрического тока механическим путем, а также обратную возможность приведения в действие машин с помощью электрического тока. По сути дела, в этом открытии Фарадея заключалась судьба всей тяжелой электропромышленности, однако потребовалось чуть ли не 50 лет для того, чтобы оказалось возможным извлечь все вытекающие из него выгоды. Сам Фарадей был весьма мало склонен работать в направлении практического применения своего открытия. Это объяснялось отнюдь не тем, что Фарадей был человеком не от мира сего; но он по собственному опыту достаточно хорошо знал деловой мир и отношение правительства, чтобы понимать, какого огромного количества времени и каких хлопот ему будет стоить попытка продвинуть те или иные из своих идей в стадию практической эксплуатации. Он считал, что может употребить свое время с большей пользой.

Как показывают его записные книжки, он был занят широко задуманным планом раскрытия связей между всеми «силами», какие только были известны физике его Бремени,- электричеством, магнетизмом, теплотой и светом,- и с помощью целой серии остроумных опытов ему фактически удалось установить каждую из этих связей и попутно напасть на много других явлений, полное объяснение которых заставило себя ожидать нашего времени» (Бернал Дж. Наука в истории общества, М., 1956, с. 340)

Фарадей явился основоположником учения об электрическом и магнитном полях. Согласно концепции, составляющей основу теории электромагнитного поля в настоящее время, наэлектризованное тело создает особое состояние окружающей среды, вследствие чего действие этого наэлектризованного тела передается па другие тела. Фарадей так же, как и Максвелл, признавал существование эфира. Поэтому он представлял себе электрическое и магнитное ноля как особое состояние эфира, пронизанного силовыми линиями (силовыми трубками), как это показано на рис. 38 - 40.

Рис. 38. Силовое поле. Силовые линии электрических полей направлены: а - от положительного заряда, б - к отрицательному заряду
Рис. 38. Силовое поле. Силовые линии электрических полей направлены: а - от положительного заряда, б - к отрицательному заряду

Рис. 39. Силовые линии электрического поля направлены от положительного заряда к отрицательному
Рис. 39. Силовые линии электрического поля направлены от положительного заряда к отрицательному

Рис. 40. Силовые линии поля простого стержневого магнита
Рис. 40. Силовые линии поля простого стержневого магнита

Таким образом, как только электрический проводник пересечет силовую линию магнитного поля, в нем тотчас же возникает электродвижущая сила, и, наоборот, движение силовых линий электрического поля порождает магнитное поле.

Представления Фарадея об электрическом и магнитном полях отвергали принцип дальнодействия Ньютона, согласно которому действие тел друг на друга передается мгновенно через пустоту на сколь угодно большие расстояния. Фарадей твердо отстаивал представление о близкодействии, в соответствии с которым всякое взаимодействие распространяется не как мгновенное, а как постепенное, от точки к точке, хотя, может быть, с очень большой скоростью.

Хотя Фарадей был крупнейшим, общепризнанным ученым своего времени, а вклад его в науку исключительно велик, его научное мировоззрение, теоретические концепции, в сущности, отвергались его современниками.

Создание теории электромагнитного поля принадлежит Максвеллу - также крупнейшему, общепризнанному и разностороннему ученому. Прежде чем говорить о научных исследованиях и успехах Максвелла, кратко остановимся на его биографии. Английский физик, член Лондонского королевского общества, организатор и первый директор Кавендишской лаборатории Джеймс Клерк Максвелл (1831 - 1879) родился в г. Эдинбурге, в семье шотландского дворянина. Он учился в Эдинбургском и Кембриджском университетах, причем, будучи студентом, проявил не только блестящие способности и трудолюбие, по и необычайную живость характера. Вот что говорится в книге В. Карцева «Максвелл», изданной в серии «Жизнь замечательных людей»: «Кто сказал, что вставать надо утром, а спать ночью? Это еще надо проверить!

И Джеймс с двух до половины третьего ночи носится по коридорам общежития: бег - полезная штука для тех, кто не занимается физическим трудом! Сначала он бежит верхним коридором, спускается по правой лестнице на этаж, затем нижним коридором назад, по левой лестнице вверх. - и так до тех пор, пока не пройдут полчаса, и пусть обитатели иных квартир, притаившись в черноте своих дверей, мечут в него башмаками, щетками и другими небольшими и не слишком ценными предметами! Джеймс твердо знал, что в Кембридже прощается эксцентричность» (Парцев Вл. Максвелл. М., 1974, с. 82 - 83.)

По окончании Кембриджского университета Максвелл занимал должность профессора Маршал-колледжа в Абердине, после этого - в Лондонском университете, а с 1871 г. он снова в Кембридже.

Его научная деятельность очень разностороння. Выше уже сказано о выдающихся работах Максвелла в области молекулярно-кинетической теории газов. Его работы охватывают также механику, теорию упругости, оптику. Максвелл в 1895 г. доказал, что яркие, плоские, концентрические кольца планеты Сатурн являются не сплошными (твердыми или жидкими), а состоят из огромного количества разного размера твердых образований.

Но все же главным из того многого, что было сделано Максвеллом в науке, является создание электродинамики, теории электромагнитного поля. Максвелл проявил большой интерес к еще недостаточно ясным для него силовым линиям Фарадея. Не получивший систематического образования и слабо владевший математическими методами, Фарадей настойчиво утверждал, что принцип дальнодействия противоречит реальным физическим представлениям, одно тело не может воздействовать па другое через ничто. Как действуют друг на друга два магнита, находящиеся на некотором расстояния? - спрашивал Фарадей. Если через ничто, то почему железные опилки, если ими покрыть слой бумаги и поднести эту бумагу к магниту, образуют особые правильные линии? Не свидетельствует ли это о том, что в пространстве (даже если это вакуум) есть нечто?

Максвелл все в большей мере принимал концепцию силовых линий Фарадея, но для общего признания этой концепции нужна была теория. В 1855 г. была опубликована в «Трудах Кембриджского философского общества» первая статья Максвелла по электричеству под названием «О фарадеевских линиях силы». Максвелл послал эту статью Фарадею и получил следующий ответ:

«Профессор М. Фарадей - профессору Д. К. Максвеллу.
Альбермарл-стрит, 25 марта 1857

Дорогой сэр, я получил Вашу статью и очень благодарен Вам за нее. Не хочу сказать, что благодарю Вас за то, что Вами сказано относительно «силовых линий»', поскольку я знаю, что Вы сделали это в интересах философской правды; но Вы должны также предполагать, что эта работа не только приятна мне, но и дает мне стимул к дальнейшим размышлениям. Я поначалу испугался, увидев, какая мощная сила математики приложена к предмету, а затем удивился тому, насколько хорошо предмет ее выдержал...

Всегда истинно Ваш М. Фарадей» (Цит. по: Там же, с. 162.))

Ответ Максвелла не вызывает сомнений в его отношении к концепции Фарадея:

«Профессор Джеймс Клерк Максвелл - профессору Майклу Фарадею.
129 Юнион-стрит
Абердин, 9 ноября 1857 г.

Дорогой сэр... Этой весной Вы были настолько добры, что выслали мне копню последнем статьи и скрашивали, что я о ней думаю...

Сейчас, насколько мне известно, Вы являетесь первым человеком, у которого возникла идея о том, что тела действуют друг на друга на расстоянии посредством обращения окружающей среды в состояние напряжения, идея, в которую действительно следует поверить. У нас были когда-то потоки крючочков, летающих вокруг магнитов, и даже картинки, на которых изображены окруженные ими магниты; по пет ничего более ясного, чем наше описание всех источников силы, поддерживающих состояние энергии во всем, что их окружает, состояние, усилением или ослаблением которого можно измерить проделанную в системе работу. Мне кажется, что Вы ясно видите, как силовые линии огибают препятствия, гонят всплески напряжения в проводниках, сворачивают вдоль определенных направлений в кристаллах и несут с собой везде все то же самое количество способности к притяжению, распределенной более разреженно или густо в зависимости от того, расширяются эти линии или сжимаются ...

...Но когда мы встречаемся лицом к лицу с вопросом о гравитации: требует ли она времени? Полярна ли она чему-нибудь "за вселенной" или чему-нибудь еще? Имеет ли она какое-нибудь отношение к электричеству? Или она покоится на самых глубинных фундаментах материи, массы или инерции? - тогда мы ощущаем необходимость экспериментов - будут ли объектами их кометы или туманности, или лабораторные образцы, или даже дерзкие вызовы по отношению к истинности общепринятых мнений.

Я только попытался сейчас показать Вам, почему я не считаю гравитацию опасным объектом в смысле применения Ваших методов. Вполне возможно и на нее пролить свет, воплощая те же идеи, которые математически выражаются функциями Лапласа и сэра В. Р. Гамильтона в планетарной теории ...

Искренне Ваш Джеймс Клерк Максвелл» (Цит. по: Там же, с. 163 - 164.)

Не правда ли, уважаемые читатели, какое удивительно интересное письмо? Сколько в нем идей. Глубоко смотрел Максвелл! Уже в 1857 -г. он не отождествлял материю с массой.

Может быть, это будет несколько бесцеремонно по отношению к читателям, но мы хотим привести еще одно письмо Фарадея, являющееся ответом на приведенное письмо Максвелла:

«Профессор Фарадей - проф. Максвеллу.
Алъбермарл-стрит
Лондон, 13 ноября 1857

... Ваше письмо для меня - это первый обмен мнениями о проблеме с человеком Вашего образа мышления. Оно очень полезно для меня, и я буду снова и снопа перечитывать его и размышлять над ним ...

Есть одна вещь, о которой я хотел бы Вас спросить. Когда математик, занятый исследованием физических действий и их результатов, приходит к своим заключениям, не могут ли они быть выражены общепонятным языком так же полно, ясно и определенно, как и посредством математических формул?

Я думаю, что это так и должно быть, потому что я всегда обнаруживал, что Вы могли донести до меня абсолютно ясную идею Ваших выводов, которые даже без понимания шагов Вашего математического процесса дают мне результаты не выше и не ниже правды, причем настолько ясные в своей основе, что я могу над, ними думать и с ними работать» (Цит. по: Там же, с, 164)

Основной работой Максвелла, заключавшей в себе математическую теорию электромагнитного поля, был двухтомный «Трактат об электричестве и магнетизме», изданный в 1873 г. В нем Максвелл использовал введение им же ранее (в 1861 - 1862 гг.) понятие тока смещения - величины, пропорциональной скорости изменения переменного магнитного поля в вакууме или диэлектрике. Понятие тока смещения понадобилось Максвеллу потому, что по его теории, впоследствии подтвержденной опытом, магнитное поле создается не только движением электрических зарядов (т. е. током проводимости или просто током), но и любым изменением во времени электрического поля. «Трактат об электричестве и магнетизме» представлял собой глубоко обоснованный капитальный труд, в котором, кроме самой главной его части - уравнений, отображающих законы электромагнитного поля, были даны соответствующие методы измерения и описания измерительной аппаратуры, полный обзор существовавших к тому времени теорий электричества и магнетизма, подробные математические обоснования полученных уравнений электромагнитного поля - уравнений Максвелла, как их вскоре стали называть.

Здесь мы должны сделать маленькое замечание. Максвелл писал Фарадею, что, ему кажется, Фарадей ясно видит силовые линии. Возможно, читатель этой книги видят, какие трудности испытывает ее автор, стараясь по возможности просто объяснить сложные физические явления. Но иногда наступает предел, и тогда приходится вместо объяснения существа дела говорить о значении открытия, об оценке его крупными учеными.

Так обстоит дело с уравнениями Максвелла. Привести их здесь означало бы заняться очень сложными объяснениями, ие отвечающими духу и цели этой книги. Ограничимся тем, что заметим следующее. Из первого уравнения Максвелла (а их всего четыре) следует, что электрическое поле образуется зарядами, а его силовые линии имеют начало и конец в зарядах. Второе уравнение показывает, что силовые линии магнитного поля всегда замкнуты па себя, а поле не имеет магнитных зарядов. Третье уравнение свидетельствует о том, что электрический ток и переменное электрическое поле («ток смещения») создают магнитное поле. И, наконец, четвертое уравнение представляет собой уравнение электромагнитной индукции, открытой Фарадеем; из него следует, что изменение магнитного поля приводит к возникновению электрического ноля.

Из уравнений Максвелла следует, что электромагнитное возмущение в пространстве распространяется посредством электромагнитных волн, позднее (уже после смерти Максвелла) экспериментально обнаруженных Генрихом Герцем. Максвелл установил также, что распространение электромагнитной волны происходит со скоростью, равной скорости света, и что свет имеет электромагнитную природу, т. е. представляет собой электромагнитную волну определенной длины. Из теории Максвелла следовало также, что электромагнитные волны, в том числе и енотовые, производят давление. И этот вывод теории был подтвержден - русский физик П. Н. Лебедев открыл и измерил давление света (в 1899 г.).

По современным воззрениям, физическое поле представляет собой одно из фундаментальных понятий естествознания. Физическое поле есть не что иное, как особая форма существования материи.

Электромагнитное поле, открытие которого принадлежит М. Фарадею и Д. Максвеллу (хотя оба они предполагали существование мирового эфира), по современным взглядам, обладает, как и отдельные частицы и механические системы, энергией, количеством движения (импульсом), моментом количества движения. Поле может обмениваться с частицами и макроскопическими телами энергией, количеством движения и моментом количества движения. В этом случае законы сохранения этих величин действуют для всей замкнутой системы, состоящей из поля, частиц и макроскопических тел.

Как уже говорилось, электромагнитное поле может с конечной скоростью распространяться в пространстве. Это явление именуется электромагнитными волнами. Свет (видимый) представляет собой электромагнитные волны длиной приблизительно 0,1 - 1 мкм. По длине волны различают следующие электромагнитные волны (рис. 41):

λ-километры - 5 х 10-3 см - радиоволны;

λ= 5 х 10-3-10-7 см - световые волны, в том числе

λ = 5 х 10-2-8 х 10-5 см - инфракрасные,

λ=8 х10-5 - 4 х 10-5 см -видимый свет,

λ= 4 х 10-5 10-7 см - ультрафиолетовое излучение,

λ= 2 х 10-7-6 х 10-10 см - рентгеновское излучение;

λ= 2 х 10-8 -5 х 10-12 см - гамма-излучение.

Рис. 41. Электромагнитный спектр
Рис. 41. Электромагнитный спектр

В середине XX в. было открыто еще одно интересное свойство электромагнитного поля. Оказалось, что поло способно превращаться в «обычное» вещество с образованием электронных пар или с образованием электронных пар или с образованием протонных, мезонных и некоторых других пар. Было открыто также обратное явление - превращение вещества в поле, происходящее в результате аннигияции (от лат. annihilatio - уничтожение, исчезновение) пары частиц (например, электрон - позитрон); аннигиляция происходит при столкновении частиц. Процесс, обратный аннигиляции,- рождение пар.

В свете всего сказанного об электромагнитном поле может возникнуть вопрос: остается ли необходимость во введении понятия эфира, какие функции можно было бы ему приписать? Признавая уместность этого вопроса, мы обратимся к нему немного позднее.

Мы рассказали кратко о выдающихся ученых Фарадее и Максвелле, о их великом открытии электромагнитного поля. Многие ученые считают, что введение в науку понятия электромагнитного поля и математическое определение законов поля, данное в уравнениях Максвелла, является самым крупным событием в физике со времен Ньютона. Но все-таки в характеристике Фарадея и Максвелла был бы допущен большой пробел, если бы мы не коснулись еще одной стороны дела, а именно: Фарадей и Максвелл были блестящими популяризаторами науки и очень любили этот род деятельности.

Фарадей регулярно выступал с популярными лекциями но разным вопросам естествознания в большом лекционном зале Королевского института, а. нужные, дли демонстрации опыты готовились самым тщательным образом. Всего Фарадей прочитал девятнадцать циклов лекций, м, может быть, текст ни одной из них не дошел бы до нас (Фарадей не делал каких-либо записей), если бы не одно счастливое обстоятельство. Один из слушателей, Вильям Крукс, в то время молодой человек, а в дальнейшем известный физик и химик (до сих пор сохранилось и л звание трубок Крукса, в которых проводится исследование электрических разрядов в газах и катодных лучей), президент Лондонского королевского общества, дословно записал по крайней мере два цикла лекций Фарадея: «О различных силах в природе» и «Химическая история свечи». Особый успех имела вторая. Она много раз издавалась на многих языках мира (обычно под названием «История свечи») и является одной из лучших научно-популярных книг. Вот что говорит Фарадей в начале лекции: «Рассмотрение физических явлений, происходящих при горении свечи, представляет собой самый широкий путь, которым можно подойти к изучению естествознания. Вот почему я надеюсь, что не разочарую вас, избрав своей темой свечу, а не что-нибудь поновее. Другая тема, возможно, была бы столь же хороша, но лучше свечи она быть не может» (Фарадей М. История свечи. М., 1981, с. 9. (Б-ка «Квант»; Вып. 2))

Мы очень советуем тем читателям, которые еще не прочли книжку Фарадея «История свечи», обязательно это сделать. Вы получите большое удовольствие. Ни возраст, ни образование при этом значения не имеют.

Максвелл также был талантливым популяризатором науки. Он, как и Фарадей, нередко читал доклады по физике для широкой аудитории. Его научно-популярные книги, переведенные на многие языки, в том числе и на русский, пользовались широкой известностью. В их числе - «Теория теплоты», «Материя и движение», «Электричество в элементарном изложении». Максвелл написал несколько статей для «Британской энциклопедии».

Судьба эфира, к которому мы теперь возвращаемся, была окончательно решена опытом известного американского физика, почетного члена АН СССР Альберта Абрахама Майкелъсона (1852 - 1931), показавшего независимость скорости света от движения Земли (в 1881 г.) и таким путем доказавшего постоянство скорости света во всех инерциальных системах координат.

Для того чтобы лучше разобраться в этом совсем не простом вопросе рассмотрим следующий мысленный опыт. Представим себе, что в пространстве, заполненном эфиром, выделен замкнутый объем, также заполненный эфиром. Что произойдет, когда замкнутый объем начнет двигаться? Если бы он был заполнен не эфиром, а воздухом, то все произошло бы, как в том трюме корабля, о котором говорил Галилей,- при равномерном и прямолинейном движении замкнутого объема все происходило бы так же, как будто бы замкнутый объем оставался неподвижным. Галилей объяснял это тем, что воздух и все другое, заполняющее замкнутый объем, движется (или покоится) вместе с ним.

Но в рассматриваемом нами мысленном опыте мы имеем дело не с воздухом, а с эфиром, и мы не можем заранее сказать, увлечет ли с собой начавший двигаться замкнутый объем заполняющий его эфир или же замкнутый объем не увлечет с собой заполняющий его эфир, а будет проходить через него, как решето через воду. Поэтому мы должны рассмотреть по крайней мере два предельных случая: замкнутый объем захватывает с собой эфир и, наоборот, замкнутый объем не захватывает с собой эфир, а свободно через него проходит.

Рассмотрим сначала первый случай: замкнутый объем захватывает с собой заполняющий его эфир. Тогда для наблюдателя А, находящегося в замкнутом объеме и движущегося вместе с ним, свет, возникающий от источника, также движущегося вместе с замкнутым объемом, будет казаться распространяющимся с равной скоростью во все стороны. Для наблюдателя же В, находящегося вне движущегося замкнутого объема, будет представляться, что свет имел бы большую скорость, если бы источник приближался к нему, и меньшую, если бы источник отдалялся от пего. Но такой вывод противоречит опыту Майкельсона, согласно которому скорость света в вакууме (в эфире) неизменна во всех инерциальных системах отсчета.

Рассмотрим теперь второй случай: замкнутый объем не захватывает с собой заполняющий его эфир, существует «эфирное море», в которое погружено все существующее. Допустим также простоты ради, что источник света остается, как и внешний наблюдатель В, неподвижным г. отношении эфирного моря. В этом случае внешнему наблюдателю В будет казаться, что свет распространяется и о все стороны с равной скоростью. Наблюдателю же А, движущемуся внутри замкнутого объема и вместе с ним, будет представляться, что свет достигал бы его быстрее в случае, когда замкнутый объем движется в сторону источника, и, наоборот, медленнее, если движение замкнутого объема происходит от источника. Как видим, снова возникает противоречие с опытом Майкельсона.

Какой же из всего сказапного следует вывод? Как поступить с понятием эфира? Можно ли рассматривать свет как волны эфира?

Ответ на эти вопросы позаимствуем у Эйнштейна и Инфельда: «Так возникло одно из наиболее драматических положений в истории науки. Все предположения относительно поведения эфира ни к чему не приводили! Приговор эксперимента всегда был отрицательным. Оглядываясь па развитие физики, мы видим, что вскоре после своего рождения эфир стал «выродком» в семье физических субстанций. Во-первых, построение простой механической модели эфира оказалось невозможным и было отброшено. Этим в значительной степени был вызвал крах механистической точки зрения. Во-вторых, мы должны были потерять надежду на то, что благодаря существованию эфирного моря будет выделена одна система координат, что позволило бы нам опознать не только относительное, но и абсолютное движение. Это было бы единственным, если не считать переносы воли, способом наблюдения и подтверждения существования эфира. Все наши попытки сделать эфир реальным провалились. Он не обнаружил ни своего механического строения, пи своего абсолютного движения. От всех свойств эфира не осталось ничего, кроме того свойства, из-за которого его и придумали, а именно кроме способности передавать электромагнитные волны. Все попытки открыть свойства эфира привели к трудностям и противоречиям. После стольких неудач наступает момент, когда следует совершенно забыть об эфире и постараться никогда больше не упоминать о нем. Мы будем говорить: паше пространство обладает физическим свойством передавать волны - и тем самым совсем избежим употребления слова, от которого решили отказаться» (Эйнштейн А., Инфельд Л. Эволюция физики, с. 115.)

предыдущая главасодержаниеследующая глава




Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru
© Алексей Злыгостев, подборка материалов, разработка ПО 2001–2014
При копировании материалов проекта активная ссылка на страницу первоисточник обязательна. Разрешается копировать материалы проекта (но не более 20 страниц) с указанием источника:
http://nplit.ru "NPLit.ru: Библиотека юного исследователя"