 |
 |
 |
 |
» Experimental Researches, 3075.
* { Т. е. диэлектрической постоянной } .
3L. Boitzmann. Wiener Siubef.. 23 апреля 1874 г.
ждением теории эфира Френеля, но вопрос в целом о состоянии светоносной среды вблизи земли и о ее срязи с грубой материей очень далек еще от разрещения опытным путем.
Функции эфира в электромагнитных явлениях. Фарадей предположил, что та же среда, которая связана с распространением света, может также быть агентом электромагнитных явлений. «Что касается меня,-говорит он,- то, принимая в расчет взаимоотношения пустоты и магнитной силы, а также общий характер магнитных явлений вне магнита, я значительно более склонен предположить, что передача этой силы является действием, внешним по отношению к магниту, чем допустить, что результаты являются простым притяжением и отталкиванием на расстоянии. Такое действие может быть функцией эфира, потому что нет ничего невероятного в предположении, что эфир, если он существует, может иметь и иные функции, нежели просто передача излучения». Это предположение лишь подкрепляется следующими соображениями.
Электрическая энергия бывает двух видов - электростатическая и электрокинетическая. Мы имеем основания думать, что первая зависит от свойства среды, благодаря которому электрическое смещение вызывает электродвижущую силу, действующую в противоположном направлении, причем электродвижущая сила для единичного смещения обратна удельной индуктивной емкости = среды.
С другой стороны, электрокинетическая энергия является просто энергией движения, вызванного в среде электрическими токами и магнитами, причем это движение не ограничивается проводами, несущими ток, или магнитом, но существует в каждой точке, где можно обнаружить магнитную силу.
Электромагнитная теория света. Свойства электромагнитной среды являются, таким образом, как это следует из вышеизложенного, подобными свойствам светоносной среды, но лучшим способом сравнить их будет определение скорости, с которой электромагнитное во.змущение будет передаваться через эту среду. Если эта скорость равна скорости света, мы имели бы полное основание полагать, что эти две среды, занимающие одно и то же пространство, действительно идентичны. Данные для вычисления могут быть получены из опытов, проведенных для сравнения электромагнитной и электростатической системы единиц. Скорость распространения электромагнитного возмущения в воздухе, вычисленная из различных данных, отличается от скорости распространения света в воздухе, определенной разными исследователями, не больше, чем несколько вычисленных значений этих величин разнятся друг от друга.
Если скорость распространения электромагнитного возмущения равна скорости распространения света в других прозрачных средах, то в немагнитных средах удельная индуктивная емкость должна быть равна квадрату показателя преломления.
Больцман нашел, что это с большой точностью справедливо для газов, которые он исследовал. Жидкости и твердые тела показывают большее Отклонение от этого соотношения, но мы вряд ли можем ожидать даже приблизительных подтверждений, если мы должны сравнивать результаты наших медленных электрических опытов с колебанием света, происходящим биллионы раз в секунду.
См. проф. Стоке. Доклад о двойном лучепреломлении. British Ass. Reports, 1862, стр. 253.
= Over de theorie der terugkaatsing en breking van het licht.-Akademisch Proef-schrift door H. A. Lorentz. Arnhem, K. van der Zande, 1875.
«Ueber die Verschiedenheit der Dielektrizitatsconstante des Krystalllsierten Schwefels nach verschledtnLi Richtungem. Ludwig Boltzmann, Wiener Sitzber., 8 Oct. 1874.
Волновая теория в той форме, которая трактует явления света как движение упругого твердого тела, еще связана с некоторыми трудностями*.
Первой и наиболее значительной из них является та трудность, что теория указывает на возможность волн, состоящих из колебаний, перпендикулярных к поверхности волны. Единственным путем для объяснения того факта, что оптические явления, которые вытекали бы из наличия этих волн, не имеют места, является допущение, что эфир несжимаем.
Следующая трудность такова: в то время как явления Отражения лучше всего объясняются гипотезой о перпендикулярности колебаний к плоскости поляризации, явления двойного лучепреломления требуют допущения того, что колебания происходят в этой плоскости.
Третья трудность заключается в том, что для объяснения того факта, что в кристалле с двойным лучепреломлением скорость лучей в любой главной плоскости, поляризованных в этой плоскости, одна и та же, мы должны допустить некоторые весьма искусственные соотношения между коэфициентами упругости.
Электромагнитная теория света удовлетворяет всем этим требованиям, исходя из единственной гипотезы, что электрическое смещение перпендикулярно к плоскости поляризации. Не может существовать никакого нормального смещения,а в кристаллах с двойным лучепреломлением удельная диэлектрическая емкость главной основной оси предполагается равной квадрату показателя преломления луча, перпендикулярного к этой оси и поляризованного в плоскости, перпендикулярной к этой оси. Больцман нашел, что эти соотношения приблизительно верны в случае кристаллической серы, тела, имеющего три различные оси. Удельные диэлектрические емкости для этих трех осей соответственно равны
4.773 3.970 3.811
а квадраты показателей преломления-
4.576 3.886 3.591
Физическое строение эфира. Каково окончательное строение эфира? Молекулярно оно или непрерывно?
Мы знаем, что эфир передает поперечные колебания на очень большие расстояния без какой-либо ощутимой потери энергии вследствие поглощения. Молекулярная среда, движущаяся в таких условиях, что молекулы, находящиеся вблизи друг друга, остаются в этой близости в течение всего времени движения, могла бы передавать колебания без большого поглощения энергии; но если движение таково,что группы молекул не только слегка изменяют свою конфигурацию, но и полностью разрываются, так что составляющие их молекулы группируются по-новому, то при переходе от одной группировки к другой энергия правильных колебаний будет растрачиваться на энергию беспорядочного движения, которое мы называем теплом.
Мы не можем поэтому предположить, что строение эфира подобно строению газа, в котором молекулы всегда находятся в состоянии беспорядочного движения, потому что в такой среде поперечное колебание сводится к менее чем одной пятисотой его амплитуды на одной длине волны. Если эфир молекулярен, то группировки молекул должны оставаться одного и того же типа, и конфигурация групп должна только слегка изменяться во время движения.
М-р С. Толвер Престон! [S. Tolver Preston] предполагал, что эфир подобен "газу, молекулы которого очень редко сталкиваются друг с другом, так что их средний пробег значительно больше, чем любые планетные расстояния. Он не исследовал свойств такой среды сколько-нибудь полно, но легко видеть, что мы могли бы создать теорию, в которой молекулы никогда не соударялись бы при своем поступательном перемещении и двигались бы во всех направлениях со скоростью света. Если далее мы предположим, что колеблющиеся тела обладают способностью прилагать к этим молекулам вектор некоторого свойства (как, например, вращение вокруг оси), который не мешает их поступательному движению и который затем переносится молекулами, и если изменения среднего значения этого вектора для всех молекул внутри элемента объема будут процессом, который мы назовем светом, то уравнения, выражающие это среднее значение, будут того же вида, что и уравнения, выражающие смещение в обычной теории.
Часто утверждают, что уже один тот факт, что среда является упругой или сжимаемой, является доказательством того, что среда не непрерывна, а состоит из отдельных частей, разделенных пустыми промежутками. Но нет ничего несовместимого с данными опыта в предположении,что упругость или сжимаемость являются свойством любой части среды, как бы она ни была мала, и что среду в этой части можно представлять себе делимой. В таком случае среда будет в точном смысле непрерывной. Однако среда хотя и однородная и непрерывная в отношении ее плотности, может оказаться неоднородной при ее движении, как это предполагается в гипотезе сэра В. Томсона о вихревых молекулах в идеальной жидкости (см. статью «Атом»)".
Эфир, если он является средой электромагнитных явлений, вероятно, молекулярен, по крайней мере в этом смысле.
Сэр В. Томсон* показал, что магнитное влияние на свет, открытое Фарадеем, зависит от направления движения частиц и что оно указывает на вращатегьное движение в среде при намагничивании. Смотрите по этому вопросу также работу Максвелла «Электричество и магнетизм», ст. 806 и др.-
Но это вращение, очевидно, не может быть вращением среды как целого вокруг некоторой оси, потому что при любой протяженности магнитного поля нет ничего, что указывало бы на -наличие движения, скорость которого увеличивается с увеличением расстояния от какой-либо одной фиксированной линии в этом поле. Если имеется какое-либо вращательное движение, то это должно быть вращение очень малых частей среды, каждой вокруг ее собственной оси, и, таким образом, среда должна распадаться на большое число молекулярных вихрей.
У нас нет еще данных, из которых можно было бы определить размеры и число этих молекулярных вихрей. Мы, однако, знаем, что магнитная
Phil. Mag., Сентябрь и ноябрь 1877 г.
" Encyclopedia Britannica; Scient. Pap., vol. II, p. 445.
8 Proe. of the Roy. Soc, июнь, 1856 г,
* tA Treatise on Electr. a. Magn.}.
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