 |
 |
 |
 |
* F. К о 1 а б е к. Wied. Ann., 34, 676 (1888).
В отношении поляризации следует сделать еще одно замечание: при помощи срелств, которыми мы располагаем в настоящее время, возможно исследовать только электрическую силу. Несомненно, что ее колебания (при вертикальном расположении первичного проводника) происходят в вертикальной плоскости, проходящей через луч, и отсутствуют в горизонтальной. Согласно данным, полученным при изучении медленно меняющихся токов, не может быть никаких сомнений в том, что электрические колебания сопровождаются колебаниями магнитной силы, располагающимися в горизонтальной плоскости, проходящей через луч, и отсутствующими в вертикальной плоскости.Таким образом, поляризация луча состоит не в TOiM, что колебания происходят лишь в вертикальной плоскости, но скорее в том, что в вертикальной плоскости возникают электрические, а в горизонтальной - магнитные колебания. Поэтому вопрос о том, в какой из плоскостей происходят колебания нашего луча, не может быть решен без указания, о каких колебаниях идет речь: электрических или магнитных. Этим и объясняется безрезультатность старых оптических дискуссий, на что впервые отчетливо указал Ко лачек.
Отражение
Мы уже доказали отражение волн от проводящих поверхностей, наблюдая интерференцию падающей и отраженной волн," кроме того, отражение было использовано при конструкции нашего вогнутого зеркала.
Теперь мы можем обе системы волн отделить друг от друга. Сначала я поставил в большом помещении оба вогнутых зеркала рядом таким образом, что их Отверстия были обращены в одну и ту же сторону, а их оси пересекались в точке, удаленной от зеркал приблизительно на 3 м. При этом искровой промежуток в приемном зеркале оставался темным. Далее, я установил плоскую вертикальную стенку из цинкового листа в 2 м высоты и в 2 м ширины в точке пересечения осей зеркал, причем она стояла перпендикулярно к биссектрисе угла, образованного осями. При этом в приемном зеркале я наблюдал интенсивный искровой поток, вызываемый лучом, отраженным от стенки. Искры исчезают при повороте стенки вокруг вертикальной оси примерно на 15° в ту или другую сторону из первоначального положения; таким образом, отражение является правильным, а не диффузным. Если удалять стенку от зеркал, сохраняя точку пересечения их осей на поверхности стенки, то искры медленно ослабевают. Мне уда-ва.1юсь обнаружить искры при удалении стенки на 10 м от зеркал, так что волны проходили путь в 20 м. Этот способ с успехом может применяться для сравнения скорости распространения в воздухе с другими (более медленными) скоростями распространения, например в кабеле.
Для получения отражения лучей при угле падения, значительно отличающемся от нуля, я направил луч параллельно стене комнаты, в которой имелась двустворчатая дверь. В соседней комнате, в которую вела эта дверь, я установил приемное зеркало таким образом, что его оптическая ось проходила через середину двери и пересекалась с направлением первичного луча под углом в 90°. Если теперь поместить в точке пересечения вертикальную плоскую проводящую стенку, образующую как с лучом, так и осью приемного зеркала углы в 45", то во вторичном проводнике возникают искры, не исчезающие даже при закрывании двери. Если отражающую стенку повернуть примерно на 10° из правильного положения.
ТО искры гаснут. Следовательно.отражение является правильным, причем углы падения и отражения равны друг другу. Для доказательства того, что путь распространения возмущения от источника к плоскому зеркалу и оттуда ко вторичному проводнику совпадает с описанным, достаточно поместить в различных точках этого пути экранирующую ширму. При этом вторичные искры всегда исчезают; но при произвольном расположении ширмы в других частях комнаты она не оказывает никакого влияния. При помощи кругового вторичного проводника можно определить расположение волновой плоскости в луче; она оказывается перпендикулярной к лучу как перед отражением, так и после него; таким образом, при отражении волновая плоскость поворачивается на 90°.
До сих пор фокальные линии зеркал были вертикальны и, следовательно, плоскость колебаний (электрической силы) была перпендикулярна к плоскости падения. Для получения отражения, при котором колебания лежат в плоскости падения, я расположил фокальные линии обоих зеркал горизонтально. При этом я наблюдал те же явления, что и раньше, причем различия в интенсивности отраженного луча в обоих случаях обнаружить не удалось. Если же фокальная линия одного из зеркал вертикальна, а другого - горизонтальна, то вторичные искры не наблюдаются. Таким образом, при отражении не происходит изменения наклона пл10скости колебаний относительно плоскости падения, по крайней мере, для двух ее положений, рассмотренных выше. В общем случае это утверждение может оказаться неверным. Именно, остается невыясненным, сохраняет ли луч после отражения прямолинейную поляризацию. Интерференция, возникающая перед зеркалом, где пересекаются обе системы волн, дающая характерные эффекты в круговых проводниках, возможно, позволит решить хорошо известные оптикам вопросы относительно изменений фазы и амплитуды при отражении.
Укажем еще опыт над отражением от электрически анизотропных поверхностей. Оба зеркала были установлены, как в первом из опытов с отражением, но против них в качестве отражающей стенки ставилась упомянутая выше решетка из параллельных медных проволок. Оказалось, что вторичные искры погасают, если проволоки пересекают направление колебаний под прямым уг;юм; если же проволоки параллельны направлению колебаний, то искры загораются. Таким образом, аналогия между нашей решеткой и турмалиновой пластинкой сохраняется лишь для проходящей части луча. Непроходящая часть поглощается турмалиновой пластинкой, но отражается нашей решеткой. Если в последнем опыте скрестить фокальные линии обоих зеркал, то при отражении от изотропной стенки во вторичном проводнике искры не возникают. Но я убедился, что можно получить искры при отражении от анизотропной проволочной решетки, если установить последнюю так, чтобы ее проволоки образовывали с обеими фокальными линиями угол в 45°. Объяснение этого опыта очевидно из предыдущих рассуждений.
Преломление
Для исследования вопроса о преломлении луча при переходе его из воздуха в другую изолирующую среду я изготовил большую призму из так называемой твердой смолы (асфальгообразная масса, Hartpech). Сечение призмы представляло равнобедренный треугольник, длина сюрои
которого составляла 1.2 м, а преломляющий угол был близок к 30°. Высота всей призмы, преломляющее ребро которой было вертикально, составляло 1.5 м. Так как призма весила около 1.2 т, а потому ее трудно было перемещать, я изготовил ее из трех положенных друг на друга частей по 0.5 м высотой каждая. Масса наливалась в деревянные ящики; так как они не препятствовали опытам, масса из них не вынималась. Призма устанавливалась на подставке таких размеров, что середина преломляющего ребра оказывалась на одной высоте с первичным и вторичным искровыми промежутками. После того как я убедился, что преломление существует, и примерно оценил его величину, я произвел следующий опыт. Излучающее зеркало было установлено на расстоянии 2.6м от призмы против одной из ее преломляющих поверхностей таким образом, что средняя линия луча по возможности совпадала с центром тяжести призмы, а преломляющая поверхность составляла с лучом угол в 65° (считая со стороны, противоположной преломляющему ребру). У преломляющего ребра призмы и у противоположной ее поверхности были установлены две проводящие ширмы, исключавшие возможность распространения луча по какому-либо направлению, помимо призмы. Со стороны выходящего луча на полу был описан круг радиусом 2.5 м, центр которого совпадал с центром тяжести призмы. По этому кругу и перемещалось приемное зеркало, причем его отверстие всегда было обращено к центру круга. Если установить зеркало на продолжении направления падающего луча, то искры в нем не получаются; следовательно, в этом направлении призма дает тень. Но искры возникают при перемещении зеркала к основанию призмы, причем начало их возникновения наблюдается при смещении зеркала из вышеуказанного положения на 11°. В дальнейшем интенсивность искр возрастает до угла поворота, равного 22°, а затем снова начинает уменьшаться. Последние едва заметные искры наблюдаются при угле поворота приблизительно в 34°. Если установить зеркало в направлении, соответствующем наибольшему воздействию, и удалять его от призмы по радиусу круга, то искры могут быть прослежены на расстоянии 5-б м. Ассистент, становящийся перед призмой или сзади нее, вызывает потухание искр; это доказывает, что луч приходит ко вторичному проводнику через призму, а не каким-либо другим путем. В дальнейшем опыт был повторен при неизменном расположении призмы, но при горизонтальном положении фокальных линий обоих зеркал. При этом никаких изменений не наблюдалось.
Преломляющему углу в 30° и отклонению в 22°, приблизительно соответствующему минимальному отклонению, отвечает показатель преломления, равный 1.69. Оптический показатель преломления для смолистых тел лежит между 1.5 и 1.6. Неточность наших измерений и недостаточная чистота использованного вещества не позволяют приписать этому расхождению сколько-нибудь существенного значения!.
Исследованное нами явление мы назвали лучами электрической силы. Пожалуй, их можно было бы назвать световыми лучами с очень большой длиной волны. По крайней мере, мне представляется весьма вероятным, что описанные опыты доказывают идентичность света, тепловых лучей и электродинамического волнового движения. Я думаю, что теперь смело можно использовать все преимущества, которые допущение этой идентичности дает как для оптики, так и для учения об электричестве.
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