Содержание
3.8. Эфир и теория относительности. Матвей Петрович Бронштейн
3.8. Эфир и теория относительности
Этот редакционный комментарий стал одной из причин довольно громкой истории, получившей у физтеховцев название «Гессениада». Прежде чем рассказать об этой истории, коротко охарактеризуем одного из главных ее участников.
Борис Михайлович Гессен (1893—1936) был заметной фигурой в советской физике: член-корреспондент АН СССР, директор Физического института при МГУ, декан физического факультета МГУ, видный философ и историк науки. Наиболее значительной была его работа «Социально-экономические корни механики Ньютона» [162], с которой он выступил на Международном конгрессе по истории науки в Лондоне в 1931 г. Его доклад, демонстрировавший марксистский подход к истории науки, произвел сильное впечатление [232].
Заслуживают внимания и «социально-экономические» корни самого Гессена, тем более, что о них знал герой нашей книги (от своего товарища С.
А. Рейсе-ра, приходившегося Б. М. Гессену двоюродным братом). Б. М. Гессен происходил из богатой семьи, его отец был директором банка в Елизаветграде. Однако это не помешало сыну еще в юности примкнуть к социал-демократам (вместе с ним были его друзья И. Е. Тамм и Б. М. Завадовский, которым предстояло большое будущее в науке). Он участвовал в подпольной работе, а после победы большевиков от их имени конфисковал отцовский банк, его называли «наркомфин елизаветградский».
В Московском университете он начал работать, закончив Институт красной профессуры (готовивший преподавателей высшей школы обществоведческого профиля). Л. И. Мандельштам высоко ценил его заслуги в превращении физического факультета МГУ в современный центр науки и образования [257].
Гессен стремился с марксистских позиций осмыслить достижения новой физики, стараясь найти им подобающее место. Однако он, видимо, переоценивал свои возможности адекватно воспринимать эти достижения, в особенности общую теорию относительности и квантовую механику, слишком полагаясь на философские соображения.
И молодые теоретики, не склонные к компромиссам (тогда, кстати, вообще немодным), не прощали ему этого, невзирая на всю его философскую защиту новой физики.
В 1931 г. вышел том БСЭ со статьей «Эфир», написанной Б. М. Гессеном [161]. Бронштейн, который читал все, эту статью обнаружил и выставил своим друзьям на осмеяние. Основания для смеха у молодых физиков действительно были. Из статьи Гессена они узнали, что «целый ряд попыток объяснить посредством движения и деформаций в эфире также и явления тяготения не дал пока никаких результатов»; что «проблема эфира является одной из самых трудных проблем физики», а «основной методологической ошибкой общей теории относительности является то, что она рассматривает эфир, как абсолютно непрерывную среду»; что «эфир обладает такой же объективной реальностью, как и все другие материальные тела», и, наконец, что «проблема эфира в современной физике еще только поставлена, но отнюдь не решена — даже в общем виде».
Такое можно было читать спокойно до 1905 г.
, но не в 1931 г. Ситуация усугублялась еще тем, что Гессен был не просто автором, он был одним из двух редакторов отдела физики БСЭ. И именно в редакции БСЭ получили фототелеграмму (незадолго до того появившийся вид почтовой связи):
«Москва, Волхонка, 14, Больш. Сов. Энциклопедия, Отд. Точного Знания, Б. М. Гессену.
Прочитав Ваше изложение 65-м томе, с энтузиазмом приступаем изучению эфира. С нетерпением ждем статей теплороде и флогистоне.
Бронштейн, Гамов, Иваненко, Измайлов, Ландау, Чумбадзе
Ленинград, Сосновка, 2, Физ-тех. институт, Теоретич. кабинет».
На фототелеграмме изображен мусорный ящик, из которого рядом с пустыми консервными банками и старой метлой торчит бутылка с надписью «теплород», а рядом — ночной горшок с надписью «эфир».
Гессен не оставил эту «рецензию» без ответа, и… в Физтехе состоялось собрание, посвященное инциденту. Во время шумного разбирательства никто не защищал содержание статьи Гессена, хотя старшие сотрудники считали, что форму для рецензии молодые теоретики могли выбрать менее хулиганскую.
Иоффе не более других физтеховцев был склонен реставрировать понятие эфира, и ситуация для него отнюдь не становилась легче от того, что вместе с Гессеном редактором отдела физики в БСЭ был… он сам. Однако директор ЛФТИ гораздо яснее, чем его молодые сотрудники, понимал, какую важную роль играл Б. М. Гессен, защищавший философскую правомочность новейшей физики от А. К. Тимирязева и его сподвижников.
За фототелеграммой последовали «оргвыводы» — Бронштейн и Ландау на некоторое время (с 29.01. 1932) были отстранены от преподавания в ЛПИ («за антиобщественное выступление по статье тов. Гессена в БСЭ» [102]). В 1931/32 учебном году Бронштейна пригласили (по инициативе студентов, что было тогда возможно) преподавать и в университет. Студенты успели уже оценить педагогический талант Бронштейна, но в связи с «Гессениадой» он и здесь был отстранен от преподавания. Его заменил Гамов (разочаровавший слушателей, несмотря на свое громкое имя). Основным местом работы Гамова был ФМИ, и он практически не пострадал от истории с фототелеграммой, о которой рассказал (с неточностями) в автобиографии [154].
Чтобы лучше понимать эфирный инцидент, надо знать, как в 20-е годы воспринималось слово «эфир». Читатели, знакомые с тем временем понаслышке, могут думать, что это понятие было убито теорией относительности еще в 1905 г. и сразу же перешло в мир иной — в пыльный архив науки, заняв место рядом с теплородом. Тогда статья Гессена 1931 г. должна казаться совсем уж абсурдной. Однако эфир сильно отличался судьбой от других флюидов, которые он надолго пережил. СТО действительно не давала повода для того, чтобы пытаться сохранять слово «эфир» в словаре физики. Электромагнитное поле исчерпывающим образом заменило его. В геометрии Минковского, описывающей пространство-время СТО, не оставалось никаких степеней свободы, за которые мог бы отвечать эфир.
Однако распространение теории относительности на область гравитационных явлений — создание ОТО — изменило ситуацию. В теории появилось сразу десять новых величин. Можно, конечно, их называть гравитационными потенциалами. Но в ОТО гравитационное поле неразрывно связано с геометрией, и поэтому с тем же (и даже большим) правом можно считать, что новые десять переменных величин описывают состояние пространства-времени.
А универсальность такого физического объекта, как пространство-время, легко сопоставить прежней вездесущности эфира.
Когда в 1920 г. сам создатель ОТО вдруг миролюбиво заговорил о взаимоотношении эфира и общей теории относительности, многие вздохнули с облегчением. Трудно преувеличить привязанность к эфиру физиков, не принадлежавших к «подрастающему поколению» (по Планку), начавших самостоятельную работу до появления СТО. Достаточно сказать, что с понятием эфира не хотели расставаться Лоренц и Пуанкаре, внесшие значительный вклад в создание СТО. По-видимому, не случайно, что Эйнштейн «помирился» с эфиром в докладе, сделанном в Лейдене — городе Лоренца. Конечно, это было не просто проявлением добрых чувств Эйнштейна к Лоренцу. Скорее, лейденская аудитория давала хороший повод проанализировать фундаментальные идеи ОТО.
Фактически доклад Эйнштейна ничего не менял в аппарате ОТО, он мог лишь облегчить привыкание тем, кому было трудно представлять пространство-время динамической системой, а не сценой, построенной раз и навсегда.
Тем, кто привык к классическим пьесам, допустить столь активную роль сцены в физическом спектакле, какая следовала из ОТО, было труднее, чем примириться с персонажем по имени Эфир, более невидимым и неосязаемым, чем привидение. Для того чтобы эфир стал неощутимым, как раз много потрудился Лоренц, и специальная теория относительности Эйнштейна завершила эти труды.
Самому Эйнштейну эфир как рабочее физическое понятие не был нужен (несмотря на то что его первая попытка написать научную работу посвящена эфиру [304]). Для него понятие пространства-времени заменяло эфир почти полностью. Можно было бы обойтись и без слова «почти», если бы Эйнштейн практически с самого рождения ОТО не думал о ее обобщении (на путях включения квантовых идей и построения единой теории). Неокончательность теории не позволяла канонизировать понятие пространства-времени.
Однако подлинный смысл миролюбия Эйнштейна к эфиру был виден отнюдь не всем и не сразу. Так, например, С. И. Вавилов, реферируя лейденский доклад, писал: «Наиболее знаменательным является «снятие запрета» с гипотезы мирового эфира самим, автором этого «запрета», гипнотизировавшего 15 лет науку и несомненно тормозившего естественное развитие ценной для физики гипотезы» [122].
И это писал активно работавший физик, который в своей замечательной книге 1928 г. «Экспериментальные основания теории относительности», ставшей важной вехой в истории утверждения ОТО, уже констатировал: «демо-критово пустое евклидово пространство и непостижимый эфир заменились сложным, но физически доступным пространством-временем Эйнштейна» [123, с. 13].
Такая замена стала фактом для физиков, воспринимавших «проэфирные» выступления Эйнштейна не только на филологическом уровне и не изолированно от физико-математического содержания других работ по ОТО. К этим физикам Гессен не относился. Судя по его книге [160] и упомянутой статье «Эфир», Гессен вполне адекватно представлял себе суть СТО, но довольно поверхностно — ОТО, и его приверженность эфиру коренилась все же в физике дорелятивистской. Именно этим и была вызвана реакция молодых теоретиков на статью Гессена.
По отношению к Бронштейну во всяком случае нет оснований предполагать, что он был большим релятивистом, чем сам Эйнштейн, и относился к понятию эфира враждебно из-за его неблагополучного происхождения.
Чтобы убедиться в этом, достаточно прочитать его статью 1929 г. «Эфир и его роль в старой и новой физике» (см. приложение к данной книге). С удивительным для молодого физика уважением к истории науки и со знанием дела здесь рассказывается об эволюции понятия эфира. А в конце статьи весьма неожиданный для нынешнего (неподготовленного) читателя вывод о том, что без эфира теоретическая физика не может обойтись.
Не удивится этому тот, что знает, что такого же рода прогнозы делал Эйнштейн в 1924 и 1930 гг. [309, 310], и кто понимает смысл, который вкладывали в слово «эфир» эти прогнозы. Они не оправдались, только если воспринимать их буквально: слово «эфир» несло слишком тяжелый груз ненужных ассоциаций. Но эфир, понимаемый как вездесущая, универсальная физическая среда,— под другими именами,— действительно живет в физике, а в последние годы даже находится в центре ее забот. Другие имена — пространство-время и единое поле — существовали уже в 20-е годы, но только после длительного перерыва они вновь вышли на передний план в теоретической физике.
Наследником эфира стал и вакуум, который в современной физике способен нагреваться и участвовать в фазовых переходах. Этому, возможно, порадовались бы приверженцы эфира былых времен, но другие свойства нового эфира, несомненно, очень бы их озадачили, например его способность рождать частицы. А главная проблема, которую предстоит решить в теории этого нового, или даже новейшего, эфира,— объединение ОТО и квантовой теории. Эту проблему поставил и глубоко проанализировал герой нашей книги еще в 1935 г. Но об этом мы будем говорить в главе 5.
Глава пятая. Теория относительности
Глава пятая. Теория относительности
1
Это была теория, развязывавшая узлы, завязавшиеся вокруг опытов над движением материальных тел и связанных с ними электромагнитных полей, это был выход из тупика, тормовившего дальнейшее развитие физики.Решения загадки требовала
Общая теория относительности
Общая теория относительности
По сравнению с этой задачей исходная теория относительности – детская забава.
Альберт Эйнштейн, 1912
Когда очередной журналист попросил Эйнштейна выразить суть Общей теории в одном-единственном предложении (а подобной просьбой журналисты
КАК ПОЯВИЛАСЬ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ?
КАК ПОЯВИЛАСЬ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ?
Академик А.Ю. Ишлинский[21], говоря о механике ньютоновой, релятивистской и квантовой, отмечал: — Механика Галилея — Ньютона с более чем достаточной точностью описывает в практически необходимых случаях, за малыми исключениями,
ЭФИР
ЭФИР
Бесконечная тяжба с оппонентами выбивала Ньютона из колеи. После первого опыта он не мог больше писать о цветах. Но понимал, что для поддержания своей позиции в Королевском обществе, ему нужно было бы представить туда какой-то новый мемуар. Ньютон стал собирать
Принцип относительности и эфир
Принцип относительности и эфир
Среди основных принципов, которые должны сохраниться в будущей физике, Пуанкаре назвал в Сент-Луисе принцип относительности, утверждающий, что «законы физических явлений должны быть одинаковыми для неподвижного наблюдателя и для
Глава девятая Общая теория относительности.
1911-1915
Глава девятая
Общая теория относительности. 1911-1915
Свет и гравитация
После того как Эйнштейн в 1905 году сформулировал специальную теорию относительности, он понял, что теория была неполной по крайней мере по двум причинам. Во-первых, в ней утверждалось, что никакое
33. Теория относительности
33. Теория относительности
Третья работа молодого учёного – его знаменитая специальная теория относительности. И опять Эйнштейн идёт от частного к общему. Он отвергает существование эфира – загадочного вещества, которое, по мнению учёных того времени, заполняет всю
41. Общая теория относительности
41. Общая теория относительности
В 1915 году Эйнштейн в основном завершил формулировку общей теории относительности, над которой работал с 1907 года. Через год теория была опубликована в научной печати.
Так же как и специальная теория, общая теория ввергла учёный мир в
Глава 3 Специальная теория относительности и «год чудес»
Глава 3
Специальная теория относительности и «год чудес»
Заинтригованный критикой Маха теории Ньютона, Эйнштейн вернулся к образу, который преследовал его с 16 лет, – к полету рядом со световым лучом. Он вспомнил забавный, но важный факт, который открыл для себя
Глава 4 Общая теория относительности и «счастливейшая мысль моей жизни»
Глава 4
Общая теория относительности и «счастливейшая мысль моей жизни»
Эйнштейн не чувствовал себя удовлетворенным. Он уже был в рядах лучших физиков своего времени, но по-прежнему не находил себе покоя. Он понимал, что в теории относительности имеется по крайней
Теория относительности
Теория относительности
Приступая к разговору о теории относительности, нам придется сделать небольшой обзор предпосылок ее появления.
Со времен Ньютона в науке господствовали представления об абсолютном пространстве и абсолютном времени. Вот как определял их
В Германии. Война. Общая теория относительности
В Германии. Война. Общая теория относительности
Вступив в войну, Германия была вынуждена воевать на два фронта: против России на востоке и против Франции на западе. В таких условиях немецкие военачальники могли полагаться только на стратегию блицкрига — молниеносной
Прямой эфир
Прямой эфир
Правовая тематика, судебный очерк, пожалуй, всегда, во все времена, были самыми читаемыми публикациями в «Литгазете». Соперничать с ними могла лишь шестнадцатая полоса, «Клуб 12 стульев». Прикрываясь требованием соблюдать Закон, редакции, как и в случае, о
Канцелярские принадлежности и теория относительности
Канцелярские принадлежности и теория относительности
Все в этом мире относительно.
Вот пример. Недавно Высокий суд города Лондона наложил арест на имущество известного московского предпринимателя Шалвы Чигиринского. Помимо имущества под арест попали девелоперские
|
Как уже отмечалось, в самом начале волновая теория света была связана с представлением об эфире как а некой тонкой жидкости, в которой существуют продольные волны, подобно тому, как в воздухе имеют место звуковые волны. Затем было установлено, что в отличие от звуковых волн световые волны являются поперечными. Возникла проблема построения теории эфира, которая могла бы объяснить существование поперечных волн в этой среде. Эта проблема с развитием волновой оптики становится все актуальней и все более и более трудной. Усилия многих исследователей, работавших над ее решением, оказались тщетными.  Однако сами исследования в этом направлении способствовали развитию механики сплошных сред, которая начала развиваться в 20-х годах XIX в. Многие исследования, имевшие существенное значение для развития этой области наук, проводили с целью построения теории светового эфира и объяснения на ее основе установленных оптических закономерностей.
Первый набросок теории светового эфира дал сам Френель. Вынашивая идею о поперечности световых волн, он понимал, что она противоречит обычным взглядам на свойства упругих сред. Он писал:
Несовершенство представлений «геометров» заключается, по Френелю, в предположении, что в эфире возможны только упругие силы, возникающие при сжатии или растяжении, тогда как эфиру нужно приписать способность сопротивляться изменению формы. Френель считал, что эфир состоит из частиц, между которыми действуют силы притяжения и отталкивания, и что в таком эфире сила упругости должна возникать не только при сжатии и растяжении, но и в результате сдвига одних слоев эфира относительно других, а в таком случае в нем должны распространяться не только продольные, но и поперечные волны. Но так как продольных волн в эфире не существует, то сопротивление эфира сжатию несравненно больше, нежели сопротивление небольшим смещениям его слоев вдоль их плоскостей. С помощью этой гипотезы, по мнению Френеля, и можно понять, почему частицы эфира обладают заметными колебаниями лишь параллельно поверхности световых волн. Соображения Френеля оказались верными в том смысле, что в упругой среде действительно могут существовать не только продольные, но и поперечные волны. Впервые вопрос о распространении колебаний в такой среде теоретически исследовал в 1821 г. французский ученый Навье, опубликовавший эти исследования в 1827 г. Навье предложил следующую модель упругой среды. Упругая среда, по его мнению, состоит из атомов — частиц, между которыми действуют центральные силы. Навье получил уравнение распространения возмущений в такой среде. Если r — смещение частицы из положения равновесия в точке с координатами х, у, z, a ρ — плотность среды, то уравнение Навье в современной форме имеет вид: где k — постоянная, характеризующая упругие свойства данной среды. Несколько позже подобной проблемой занялся французский математик Огюстен Коши (1789—1857), который развил общую теорию распространения возмущений в упругой, но уже сплошной среде (1828). Он рассмотрел напряжения, возникающие в каждой точке упругого тела при малых деформациях; установил, обобщив закон Гука, соотношения между напряжениями и деформациями и вывел ряд основных положений теории упругости. Это уравнение отличается от уравнения Навье двумя константами. При этом постоянная n — модуль Сжатия, k — модуль кручения. Исследование уравнений распространения возмущений в упругой среде показало, что в ней могут распространяться две волны: продольная со скоростью и поперечная, скорость которой . Таким образом, строгая математическая теория распространения возмущений в упругой среде подтвердила простые соображения Френеля о возможности поперечных волн в такой среде. Однако эта же теория указала и на существование в ней продольных волн. Но в эфире продольных оптических волн никто не наблюдал. И если их действительно не существует, то эфир должен отличаться от обычной упругой среды. Чем же отличается эфир от обычной упругой среды? По этому вопросу существовало много гипотез. Одной из них была гипотеза Френеля, которая сводилась к тому, что, как говорилось выше, эфир обладает бесконечно большим модулем сжатия, т. Ответить на этот вопрос попытался в 1845 г. английский ученый Стокс (1819—1903). Он считал, что эфир подобен смоле, которая обладает свойством твердого тела в случае быстро меняющихся деформаций и пластична, подобно жидкости, при медленно меняющихся деформациях. Эфир, по мнению Стокса, в первом случае является твердым телом и в нем распространяются поперечные волны. Теория эфира, однако, должна была не только показать, что в нем могут распространяться поперечные волны и отсутствовать продольные. Она должна была объяснить ряд световых явлений и их закономерностей. Во-первых, перед ней стояла задача объяснения закономерностей, имеющих место при отражении и преломлении света на границе двух сред. Этот вопрос впервые исследовал Френель, который получил формулы, известные под названием формул Френеля. При этом он исходил как раз из гипотезы, о несжимаемом эфире. Для решения поставленной задачи Френелю пришлось принять ряд дополненных гипотез. Во-первых Френель предположил, что плоскость колебаний световых волн перпендикулярна плоскости поляризации. Во-вторых, решая вопрос о том, чем отличается эфир в средах с различным показателем преломления [ведь если скорость света (скорость поперечных волн) равна , то эфир должен различаться в разных средах либо плотностью, либо упругостью, либо и тем и другим], Френель принял гипотезу о том, что в разных средах плотность эфира различна, тогда как упругость остается без изменения. Рассмотрим падающий, преломленный и отраженный пучки света (рис. 47). Пусть i — угол падения, а г — угол преломления. Энергия, переносимая через поперечные сечения световых пучков за единицу времени, в падающем, отраженном и преломленном пучках соответственно пропорциональна ABv1ρ1f2, acv1ρ1g2, abv2ρ2h2, где v1 и v2— соответственно скорость света в первой и во второй средах; ρ1 и ρ2— плотность эфира в первой и второй средах; f, g,h — соответственно амплитуда световой волны в падающем, отраженном и преломленном пучках. Согласно закону сохранения живых сил, ABv1ρ1f2=acv1ρ1g2+abv2ρ2h2. Для случая, когда колебания в падающем свете перпендикулярны плоскости падения, предположение о равенстве тангенциальных слагающих дает условие f = g + h. Кроме того, имеем АВ=аВ cos i, ас=аВ cos i, ab=аВ cos r. Учитывая также, что n12/n22=ρ1/ρ2=sin2r/sin2i=v22/v12, и производя простой расчет, получаем f/g = — sin (i — r)/sin (i + r). Это и есть одна из известных формул Френеля, устанавливающая отношение амплитуды падающего света к амплитуде отраженной световой волны. Поступая аналогично, Френель получает формулы для случая, когда колебания световой волны происходят в плоскости падения: f/g = tg(i—r)/tg(i + r). Успех Френеля понятен. Хотя он и исходил из представления об эфире, тем не менее принял правильные гипотезы, которые не зависели от этой теории. В этом вновь проявилась гениальная интуиция Френеля. Его гипотеза о сохранении энергии при прохождении светового потока через границу двух сред и гипотеза о непрерывности тангенциальной слагающей светового вектора оказались верны. Многочисленные попытки усовершенствовать выводы Френеля на основе более строгих теорий не привели к положительным результатам. С помощью теории упругого эфира не удавалось дать аналитический вывод формул Френеля, рассматривая эфир как несжимаемую сплошную среду. Кроме теории твердого эфира возникли и другие предположения о свойствах эфира. Так, например, Коши в 1839 г., стараясь исключить продольные волны, высказал гипотезу так называемого «сжимающегося» или «лабильного» эфира. Для того чтобы избавиться от продольной волны, считал он, не обязательно полагать, что n=∞ и vпрод =∞; можно наоборот, считать, что vпрод =0. Но тог да так как то модуль сжатия n должен быть отрицательным, т. е. эфир должен обладать отрицательным сопротивлением сжатию. Эта гипотеза приводила к хорошим результатам, однако казалась слишком странной, так как представляла эфир как неустойчивую среду. В дальнейшем В. Томсон возродил гипотезу Коши и в качестве модели сжимающегося эфира предложил рассматривать мыльную пену, удерживаемую от сжатия тем, что она прилипает к стенкам сосуда. Теорию сжимающегося (лабильного) эфира разрабатывали и некоторые ученые, в частности Гиббс, который показал, что она может приводить к положительным результатам. В 1839 г. Мак-Куллах предложил оригинальную теорию светового эфира. Он исходил из того, что эфирная среда обладает необычными свойствами, а именно упругостью только в отношении вращения, и не оказывает никакого сопротивления другим видам деформации. В эфире Мак-Куллаха потенциальная энергия деформации единицы объема выражается формулой где r — смешение частицы в точке (х, у, r), а μ — коэффициент, характеризующий упругость среды. Уравнение распространения возмущений в такой среде, как показал Мак-Куллах, имеет вид Это волновое уравнение поперечных волн, скорость распространения которых . Далее, из теории Мак-Куллаха следует, что на границе двух сред сохраняется непрерывность тангенциальных слагающих r и μ rot r. Теория Мак-Куллаха давала правильные результаты. Она приводила к граничным условиям, из которых можно получить формулы Френеля. Наконец, ее можно было распространить на анизотропные тела, получив при этом правильные результаты. На теорию Мак-Куллаха в свое время не обратили серьезного внимания и вспомнили о ней только после создания Максвеллом электромагнитной теории света. Перед теорией эфира стояли и другие трудные задачи, в частности объяснение дисперсии света. Если рассматривать эфир как сплошную среду, то нельзя объяснить это явление. Для такой среды скорость распространения возмущений не зависит от частоты. На этот вопрос впервые обратил внимание опять же Френель. Он считал возможным объяснить дисперсию света, приняв гипотезу, согласно которой эфир состоит из частиц, расстояние между которыми сравнимо или больше длины световых волн. В этом случае следует ожидать, что скорость света зависит от длины волны. Эта идея была разработана Коши, который в 30-х годах аналитически доказал, что в таком эфире скорость распространения волн действительно зависит от частоты, т. с2=α—β(2π/λ)2+γ(π/λ)4-… Здесь λ — длина волны, α, β, γ — коэффициенты, постоянные для данной среды. Иначе к вопросу о дисперсии подошел (правда, позже) французский ученый Буссинеск. В отличие от предшественников он отказался от гипотезы, что упругость или плотность эфира зависит от вещества, в котором он находится. В 1868 г. Буссинеск высказал предположение, что эфир и внутри тел, и в вакууме имеет одну и ту же упругость и плотность. Особенности же прохождения света через тела объясняются взаимодействием световых волн, распространяющихся в эфире, с молекулами этих тел. Отправляясь от этих предположений, Буссинеск разработал теорию дисперсии, которая была шагом вперед и предвосхищала некоторые идеи возникшей позднее электронной теории, хотя и исходила еще из представления об упругом эфире. Дальнейшие шаги в развитии теории эфира относятся к периоду установления электромагнитной теории света, когда встал вопрос уже о построении не только теории светового эфира, но и теории эфира, объединяющей световые и электромагнитные явления. 1Френель О. Избранные труды по оптике, с. 397. |
Коши получил общее уравнение распространения возмущений в изотропной упругой сплошной среде:
е. является абсолютно несжимаемой средой. В такой среде продольных волн не существует. А так как модуль сдвига для эфира остается конечным, то поперечные волны в нем не существуют. Они и являются световыми волнами, распространяющимися со скоростью . Конечно, гипотеза Френеля, согласно которой эфир представлялся как несжимаемая среда, подобная твердому (и даже очень твердому) телу, поскольку скорость поперечных волн в нем (т. е. скорость света) очень велика, представлялась по меньшей мере странной. Как же в такой среде, заполняющей все пространство, могут без всякого сопротивления двигаться небесные тела и обычные макроскопические предметы? Ведь на самом деле эфир не оказывает такому движению никакого сопротивления.
Для медленных же деформаций, в случае малых скоростей движущихся в нем тел, он ведет себя как жидкая среда, в которой эти тела могут свободно передвигаться, не испытывая сопротивления.
непрерывности тангенциальных составляющих смещения в эфире на границе двух сред.
Они действительны и в электромагнитной теории света. Рассуждения Френеля далеки от строгости, но это в данном случае не является недостатком. Наоборот, только это обстоятельство дало ему возможность получить правильные формулы. Если бы Френель следовал строгой теории распространения возмущения в твердом эфире, он не смог бы прийти к правильным результатам. Это показал последующий анализ. Френель не строил строгую теорию, а просто принял гипотезы, которые подсказывала ему интуиция. Этими гипотезами были: предположение о направлении световых колебаний в плоскополяризованном свете, а также гипотеза о непрерывности тангенциальной слагающей светового вектора на границе двух сред. Руководствуясь этими гипотезами и используя закон сохранения энергии, он и пришел к верным результатам.
е. должна иметь место дисперсия. Коши получил формулу, известную под названием формулы Коши, выражающую зависимость скорости света от длины волны:
Nineteenth-Century Aether Theories — 1st Edition
Select country/regionUnited States of AmericaUnited KingdomAfghanistanÅland IslandsAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntigua and BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBonaire, Sint Eustatius and SabaBosnia and HerzegovinaBotswanaBrazilBritish Indian Ocean TerritoryBritish Virgin IslandsBruneiBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCanadaCanary IslandsCape VerdeCayman IslandsCentral African RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (Keeling) IslandsColombiaComorosCongoCook IslandsCosta RicaCroatiaCubaCuraçaoCyprusCzech RepublicDemocratic Republic КонгоДанияДжибутиДоминикаДоминиканская РеспубликаЭквадорЕгипетСальвадорЭкваториальная ГвинеяЭритреяЭстонияЭфиопияФолклендские (Мальвинские) островаФарерские островаФедеративные Штаты МикронезииФиджиФинляндияФранцияФранцузская ГвианаФранцузская ПолинезияГабонГамбияГрузияГерманияГанаГибралтарGree ceGreenlandGrenadaGuadeloupeGuamGuatemalaGuernseyGuineaGuinea-BissauGuyanaHaitiHondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIranIraqIrelandIsle of ManIsraelItalyJamaicaJapanJerseyJordanKazakhstanKenyaKiribatiKuwaitKyrgyzstanLaoLatviaLesothoLiberiaLibyaLiechtensteinLuxembourgMacaoMacedoniaMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMoldovaMonacoMongoliaMontenegroMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNepalNetherlandsNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNiueNorfolk IslandNorth KoreaNorthern Mariana IslandsNorwayOmanPakistanPalauPanamaPapua New GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairnPolandPortugalPuerto RicoQatarRéunionRomaniaRwandaSaint BarthélemySaint HelenaSaint Kitts and NevisSaint LuciaSaint Martin (French part)Saint Pierre and MiquelonSaint Vincent and the GrenadinesSamoaSan MarinoSao Tome and PrincipeSaudi ArabiaSenegalSerbiaSeychellesSierra LeoneSingaporeSint Maarten (Dutch part)SlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth Afr icaSouth Georgia and the South Sandwich IslandsSouth KoreaSouth SudanSpainSri LankaSudanSurinameSvalbard and Jan MayenSwazilandSwedenSwitzerlandSyriaTaiwanTajikistanTanzaniaThailandTimor LesteTogoTokelauTongaTrinidad and TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTurks and Caicos IslandsTuvaluUgandaUkraineUnited Arab EmiratesUruguayUS Virgin IslandsUzbekistanVanuatuVatican CityVenezuelaVietnamWallis and FutunaWestern SaharaYemenZambiaZimbabwe
Варианты покупки
Ebook 25% скидка $ 72,95 $ 54,71
Налог с продаж будет рассчитываться при выборе
БЕСПЛАТНАЯ ГОЛОСКАЯ ДОСТАВКА.
по теории эфира. Сначала подборка предлагает информацию о развитии теорий эфира с учетом позиций Христиана Гюйгенса, Томаса Янга и Огюстена Френеля. Затем в тексте исследуется упругий твердый эфир. Проблемы включают теорию эфира Грина, теорию эфира МакКуллаха и теорию эфира Кельвина. В тексте также рассматривается теория эфира и электрона Лоренца. Развитие идей Лоренца о неподвижном эфире и электронах; теорема Лоренца о соответствующих состояниях и ее развитие; и реакция Лоренца на эксперимент Майкельсона-Морли. В книге рассматриваются относительное движение Земли и светоносного эфира и законы отражения и преломления света на общей поверхности двух некристаллизованных сред. Текст также посвящен электрическим и оптическим явлениям в движущихся телах; упрощенная теория электрических и оптических явлений в движущихся системах; и вращательный эфир в его приложении к электромагнетизму. Эта подборка является надежным справочником для читателей, желающих изучить теории эфира.
Содержание
- Содержание
Предисловие
Часть 1
I.
Введение: Функции Эфира
II. Исторический фон девятнадцатого века
Эфир через Юнга и Френеля
III. Отклонение от Брэдли к Майкельсону и Морли
IV. Упругий твердый эфир
V. Электромагнитный эфир
VI. Эфир Лоренца и электронная теория: электродинамика движущихся тел
Литература
Часть 2
1. Письмо Огюстена Френеля Франсуа Араго, О влиянии движения Земли на некоторые явления оптики
2. Об аберрации света
3. Об относительном движении Земли и светоносного эфира
4. О законах отражения и преломления света на общей поверхности двух некристаллизованных сред
5. Очерк динамической теории кристаллического отражения и преломления (разделы I и III)
6. О гиростатическом адинамическом строении для ‘ Эфир’
7. К электромагнитной теории отражения и преломления света (отрывок)
8. Вращательный эфир в его приложении к электромагнетизму
9. Эфир и материя (разделы 49-54, 102-16)
10. Исследование в электрические и оптические явления в движущихся телах (введение)
11. Упрощенная теория электрических и оптических явлений в движущихся системах
Алфавитный указатель
Введение: Функции Эфира 
Упрощенная теория электрических и оптических явлений в движущихся системах Информация о продукте
- Количество страниц: 288
- Язык: английский
- Copyright: © Pergamon 1972
- Published: January 1, 1972
- Imprint: Pergamon
- eBook ISBN: 9781483158280
About the Author
Kenneth F. Schaffner
About the Editor
D. Тер Хаар.0001
Если обложка и название не совпадают, то название правильное
Расскажите об этом товаре друзьям:
История теорий эфира и электричества.
Возврат до 31 января
Высший рейтинг в Trustpilot
Новый список желаний.
..
В 1910 году Э. Т. Уиттакер написал «Историю теорий эфира и электричества», в которой очень подробно излагались теории эфира от Рене Декарта до Хендрика Лоренца, что сделало Уиттакера уважаемым историком науки. Хотя книга была «Историей», Уиттекер продемонстрировал свой собственный блеск в изложении теории относительности. (Полностью иллюстрировано)
| СМИ | Книги Книжка в мягкой обложке (Книга в мягкой обложке и склеенной корешкой) |
| Освобожден | 4 апреля 2012 г. |
| ISBN13 | 9781789431537 |
| Издатели | Оксфорд Сити Пресс |
| Страницы | 492 |
| Размеры | 152 229 28 мм · 716 г |
| Язык | Английский |
Показать все
Еще от
Edmund Taylor Whittaker
Книга в мягкой обложке
Краткий курс интерполяции
(2018)Эдмунд Тейлор Уиттакер
20,99
Купить
Книга в мягкой обложке
Трактат об аналитической динамике.
..
(2018)Эдмунд Тейлор Уиттакер
30,99
Купить
Книга в мягкой обложке
Теория оптических приборов
(2018)Эдмунд Тейлор Уиттакер
20,99
Купить
Книга в мягкой обложке
Курс современного анализа Я…
(2018)Эдмунд Тейлор Уиттакер
29.
49Купить
Книга в мягкой обложке
История теорий эт…
(2018)Эдмунд Тейлор Уиттакер
31.49
Купить
Книга в твердом переплете
История теорий эт…
(2012)Эдмунд Тейлор Уиттакер
38,49Купить
..
49Еще из этой серии
Книга в мягкой обложке
История теорий эт.
