 |
 |
 |
 |
» См. таблицы Ландольта. 2 Aufl., S. 196, 1894.
= Boitzmann. Wien. Ber. (11), 70, S. 342, 1874.
26 Из предистории р<щпо
е) Преломление
Для того чтобы показать явление преломления, можно воспользоваться маленькой эбонитовой призмой (высота 1.8 см, ширина 1.2 см. преломляющий угол 45 градусов), которая весит менее 2 г (тогда как у Герца вес призмы был 600 кг).
Призма была поставлена на столик спектрометра, первичное зеркало находилось от нее в 3 см, тогда как расстояние до вторичного было 7 см; наблюдения производились, как обыкновенно, для двух положений наименьшего отклонения. Для определения направления отклоненного луча вторичное зеркало передвигалось по лимбу, и наблюдалось максимальное отклонение гальванометра. Металлическая диафрагма (шириной в 1.2 см), помещенная непосредственно перед призмой, не имела влияния на положение максимума, хотя самый максимум был в этом случае менее резко выражен; ввиду последнего обстоятельства измерения отклонений производились без диафрагмы.
Угол отклонения оказался в 30°, откуда следует, что показатель преломления эбонита п=1.6.
Квадратные корни из диэлектрических постоянных, найденных различными наблюдателями!, для эбонита колеблются между 1.4 и 1.8. Если мы, следуя Герцу, и не будем приписывать абсолютной величине показателя преломления, найденному при помощи таких малых призм, особого значения, мы вправе тем не менее утверждать, что в пределах погрешностей наблюдения закон Максвелла имеет место.
III. Двойное преломление
Размеры описанных аппаратов позволили распространить основные оптические опыты и на кристаллические средины. Из различных кристаллов наиболее удобным для таких опытов оказалась естественная ромбическая сера, не только благодаря своим превосходным качествам изолятора, но и благодаря значительной разнице показателей преломления для обоих лучей. Так как ее диэлектрические постоянные в различных направлениях были определены Больцманом, то в последующем ориентировка материала дана по отношению к большей (Dg), средней (D„) и меньшей {Die) диэлектрическим осям.
а) Призматическое отклонение
Из двух хороших кристаллов были вырезаны две совершенно равные призмы (высота 1.8 см, ширина 1.3 см и преломляющий угол в 25 градусов); преломляющее ребро первой было параллельно большой (Dg) оси, а второй параллельно малой (Бд.). Углы отклонения для электрических колебаний, параллельных преломляющему ребру, были определены тем же способом, как и для эбонитовой призмы; из этих измерений следует для серы
Пд = 2.2,
п,=2.0о
Если по абсолютным величинам эти показатели, как указано выше, и отступают от истинных, то тем не менее разница их при данных усло-
402 П. Н. ЛЕБЕДЕВ
ВИЯХ опыта исключительно обусловливается разной ориентировкой кристаллических осей.
Квадратные корни из диэлектрических постоянных, найденных Больц-маном, суть
/Dfl=l/4T77 = 2.18 ]/d; = A 3:81= 1.95.
Эти опыты дают нам право утверждать, что электрические волны претерпевают в кристаллической сере двойное преломление и что для этой средины закон Максвелла имеет место.
К сожалению, я не располагал необходимым материалом для определения показателя преломления п.
b) Призма Николя [Nicol]
Найденные показатели преломления позволяют определить угол полного внутреннего отражения на границе эбонита для «среднего» показателя преломления серы и, пользуясь им, построить николь для электрических лучей. Этот николь был выполнен следующим образом параллелепипед (2 X 1.8 X 1.2 см) из кристаллической серы, диэлектрические оси которого были параллельны ребрам, был распилен по диагонали параллельно Dg и под углом в 50° кО,;, между полученными двумя частями была вставлена плоская эбонитовая пластина (толщина 1.8 мм): пучок лучей, идущий в направлении D„, разлагается на две составляющих, из которых первая, параллельная Dg, претерпевает полное внутреннее отражение у эбонитовой пластинки и отклоняется в сторону, тогда как другая составляющая, параллельная D, беспрепятственно проходит.
С этим николем без всякого затруднения можно повторить известные оптические опыты.
Когда зеркала поставлены так, что оси их параллельны, то «поле тем-но», покуда Dg параллельно осям зеркал (передвигая вторично зеркало, можно убедиться, что в этом случае пучок отклонен); если повернуть теперь наш николь вокруг луча на 90 градусов, то луч проходит, и гальванометр тотчас дает отклонение.
Если оси зеркал скрещены, то гальванометр остается в покое, покуда николь занимает одно из главных положений; но достаточно повернуть николь на 45°, чтобы «поле осветилось» и гальванометр тотчас же дал отклонение.
с) Пластинка е четверть волны
Опыты с пластинкой ~, которые составляют основание всех интерференционных явлений кристаллической оптики, легко воспроизвести следующим образом: из куска кристаллической серы вырезается квадратная (2x2 см) пластинка, толщиной в О.б см, так, чтобы оси Dg и Dh лежали
в ее плоскости; для волн Х=0.6 см разница фаз в такой пластинке равна .
Если такую пластинку поместить между скрещенными зеркалами, то наблюдается следующее: покуда обе диэлектрические оси параллельны
Затемнение в этом случае не полное-около Vs Доли всей энергии проходир через нико№, что вполне объясняется диффракцией.
ОСЯМ зеркал, гальванометр остается в покое -поле темно; но стоит только повернуть пластинку вокруг луча на 45°, чтобы получился циркулярно-поляризованный луч, и гальванометр тотчас дал отклонение.
Если в циркулярнополяризованный луч ввести другую пластинку,
притом так, чтобы одноименные оси пластинок были перпендикулярны, то гальванометр остается в покое - поле опять темно.
Опыты с более толстыми кристаллическими пластинками не дают явлений, аналогичных с известными оптическими явлениями; это объясняется тем обстоятельством, что употребляемые нами электрические волны, как указано выше, слишком быстро затухают.
Если число описанных опытов и невелико, то тем не менее они достаточны, чтобы иллюстрировать взгляды Максвелла на распространение электрических колебаний в кристаллических срединах, высказанные им еще в 1862 году, а также еще раз показать тождество в явлениях электрических и световых колебаний и в этом более сложном случае.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 [ 130 ] 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156