Концепции современного естествознания. Физика для гуманитариев. Котликов Е.Н. - 29 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

29
æåíèÿ àòîìîâ è òåë, èç êîòîðûõ îíè ñîñòîÿò è äâèæåíèå êîòîðûõ
ïîä÷èíÿåòñÿ çàêîíàì Íüþòîíà. Îáúÿñíåíèå íàáëþäàåìûõ ôèçè÷åñ-
êèõ ÿâëåíèé ñ÷èòàëîñü íàó÷íûì è ïîëíûì, åñëè èõ óäàâàëîñü îïè-
ñàòü íà îñíîâå òåîðèè Íüþòîíà. Åñòåñòâåííî, òàêèå "øîðû" íå ìîã-
ëè óñòðàèâàòü ïûòëèâûå óìû èññëåäîâàòåëåé. Îäèí èç èíòåðåñíûõ
ýïèçîäîâ èñòîðèè ôèçèêè îòíîñèòñÿ ê òåîðèè ñâåòà. Â XVII âåêå
áûëè âûäâèíóòû äâå ãèïîòåçû. È. Íüþòîí ïîëàãàë, ÷òî ñâåò – ýòî
ïîòîê ÷àñòèö, êîðïóñêóë, äâèæåíèå êîòîðûõ îïðåäåëÿåò åãî ñâîé-
ñòâà è çàêîíû. Äðóãîé ó÷åíûé Õ. Ãþéãåíñ (1629–1695) ñ÷èòàë, ÷òî
ñâåò – ýòî âîëíû, ðàñïðîñòðàíÿþùèåñÿ â ïðîñòðàíñòâå. Èç òåîðèè
Íüþòîíà ñëåäóåò, ÷òî ñêîðîñòü ñâåòà â ñðåäå v = nc, ãäå c – ñêîðîñòü
ñâåòà â âàêóóìå, à n – êîýôôèöèåíò ïðåëîìëåíèÿ ñâåòà. Èç òåîðèè
Ãþéãåíñà ñëåäîâàëî, ÷òî
vcn= /
. Î÷åâèäíî, ÷òî ðàçëè÷èå ýòèõ ôîð-
ìóë íîñèò ïðèíöèïèàëüíûé õàðàêòåð. Îäíàêî èç-çà ñëàáîãî ðàçâè-
òèÿ ýêñïåðèìåíòàëüíîé áàçû âïëîòü äî âòîðîé ïîëîâèíû XIX âåêà
ïðîâåðêà ýòèõ ôîðìóë áûëà íåâîçìîæíîé.
 1818 ãîäó ôðàíöóçñêèé ó÷åíûé Î. Æ. Ôðåíåëü íàïèñàë ðà-
áîòó íà êîíêóðñ Ôðàíöóçñêîé Àêàäåìèè íàóê. Â îñíîâó òåîðèè
ðàñïðîñòðàíåíèÿ ñâåòà îí ïîëîæèë âîëíîâûå ñâîéñòâà. Îäèí èç
÷ëåíîâ æþðè – Ïóàññîí "óñîìíèëñÿ" â ïðàâèëüíîñòè âûâîäîâ
òåîðèè. Èç òåîðèè Ôðåíåëÿ ñëåäîâàëî, ÷òî â öåíòðå òåíè, îòáðà-
ñûâàåìîé ïðåäìåòîì íà ýêðàí, îáÿçàòåëüíî äîëæíî áûòü ñâåòëîå
ïÿòíî. Íàëèöî áûëî äàæå íå êîëè÷åñòâåííîå, à êà÷åñòâåííîå
ðàñõîæäåíèå ñ èçâåñòíûìè ôàêòàìè. Âèäèìî, äàæå ñåãîäíÿ áîëü-
øèíñòâó èç íàñ òàêîå ïÿòíî êàæåòñÿ íåðåàëüíûì. Îäíàêî â ñïå-
öèàëüíî ïîñòàâëåííûõ ýêñïåðèìåíòàõ Ä. Àðàãî (1786–1853) ýòî
ïÿòíî áûëî îáíàðóæåíî è, òåì ñàìûì, ïîäòâåðæäåíû âûâîäû
òåîðèè Ôðåíåëÿ. Ýòè îïûòû ïåðåâåðíóëè îáûäåííûå ïðåäñòàâëå-
íèÿ î ñâîéñòâàõ ñâåòà è ïåðåâåëè ïî÷òè âñåõ ïðîòèâíèêîâ âîëíîâîé
òåîðèè Ôðåíåëÿ, äàæå ñàìûõ "ìàñòèòûõ" â ÷èñëî åå ñòîðîííèêîâ.
Íà÷àëîñü ïîáåäíîå øåñòâèå âîëíîâîé òåîðèè ñâåòà.  50-õ ãîäàõ
XIX âåêà áûëè ïðîâåäåíû ýêñïåðèìåíòû ïî îïðåäåëåíèþ ñêîðîñòè
ñâåòà â ñðåäå, êîòîðûå ïîäòâåðäèëè ñïðàâåäëèâîñòü ôîðìóëû
vcn
= /
. Îäíàêî èñòîðèÿ ôèçèêè ïîëíà ïàðàäîêñîâ. Íàáëþäàåìîå
ïÿòíî òåïåðü íàçûâàåòñÿ "ïÿòíîì Ïóàññîíà", ò. å. íîñèò èìÿ ÷å-
ëîâåêà, óñîìíèâøåãîñÿ â åãî ñóùåñòâîâàíèè.
Ê íà÷àëó XIX âåêà áûëè ñôîðìóëèðîâàíû ïðîñòåéøèå çàêîíû â
îáëàñòè òåïëîòû, ýëåêòðè÷åñòâà, ìàãíåòèçìà. Óæå áûëè íàêîïëåíû
ñâåäåíèÿ î ìàêðîñêîïè÷åñêèõ ñâîéñòâàõ òâåðäûõ òåë, èçó÷åíû òåì-
ïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè ïîâåäåíèÿ òâåðäûõ òåë è ãàçîâ. Îñíîâíûå
äîñòèæåíèÿ ôèçèêè XIX âåêà áûëè îôîðìëåíû â ñòðîéíûå, íåïðî-