Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Введение PAGE 187
Часть 2
Эфиродинамические основы
оптических явлений
Введение
Известно, что оптика – раздел физики, занимающийся изучением световых явлений, прошла длительный путь развития, начиная от древних времен до наших дней. Законы оптики нашли широкое применение, в первую очередь, конечно, при создании оптических приборов, используемых в самых разнообразных областях – в астрономии, морском деле, военном деле, биологии, медицине и многих других. Оптические устройства, основанные на результатах трудов многих исследователей, позволили значительно расширить область исследования природных явлений и принесли громадную пользу людям, создали возможность наблюдать тела, до той поры неизвестные науке. Многие из оптических приборов, например, очки, выпускаются миллионными тиражами, что свидетельствует об их пользе и о соответствии принципов, которые в них заложены, законам природы. Но, тем не менее, в оптике, как и во всех областях естествознания, есть принципиальные недостатки, ограничивающие возможности ее развития. Речь, прежде всего, идет о степени понимания физической сущности световых явлений.
Во всей истории оптики имели место две принципиальные методические ошибки:
1. Всегда считалось, что свет это поперечные колебания, распространяющиеся в эфире (кроме предложений Ньютона, полагавшего, что свет – это поток корпускул, или предложений квантовой механики об излучении света порциями – фотонами, фактически возвращающихся к тем же корпускулам);
2. Всегда считалось, что в вакууме, включая все космическое пространство, никаких искажений свойств света не может быть ни в части его свойств, например, спектральных характеристик, ни в части прямолинейности распространении.
И то, и другое неверно.
Свет не может быть поперечными колебаниями эфира по той простой причине, что поперечные колебания не могут распространяться ни в какой сплошной однородной среде, в сплошных средах могут распространяться только продольные колебания типа звука, распространяющегося в воздухе. Поперечные же волны, в которых отклонение от равновесного положения перпендикулярно направлению распространения, это так называемые волны Релея, распространяющиеся только в пределах 4-5 межмолекулярных промежутков среды.
Это происходит потому, что любое возмущение среды есть местное изменение ее плотности, которое распространяется вдоль возмущения, это есть первый звук. В поперечном же направлении происходит только поворот молекул, доля энергии, затрачиваемая на этот поворот, относительно мала, и эта энергия быстро затухает.
Поперечные волны существуют при выполнении двух условий. Первое условие – это существование градиента плотности, например, при наличии двух сред с разной плотностью, когда имеется четкая граница их раздела, например, струна и воздух, мембрана и воздух, поверхность воды и воздух и т.п. Второе условие – наличие потенциальной силы, восстанавливающей равновесие при его нарушении. Это силы упругости струны или мембраны или сила тяжести для водной поверхности. Ничего этого в сплошной среде нет, поэтому и волны поперечного типа в сплошных средах существовать не могут.
Что же тогда представляют собой электромагнитные «волны» и свет, которые проявляют все известные ныне волновые свойства, в том числе интерференцию – сложение колебаний и дифракцию – отклонение в сторону тени? С этим надо разбираться. Может быть, существуют иные структуры, не поперечные волны, которые в явлениях интерференции и дифракции проявляют себя так же, как и волны? Ведь эти структуры никто не искал, поскольку в этом не было необходимости. Но тогда и возникли всякие трудности типа физического объяснения «корпускулярно-волнового дуализма», который, якобы, свойственен только явлениям микромира. Но если бы было сразу учтено, что поперечных волн в средах не может существовать, то и поиски увенчались бы успехом раньше.
Существуют еще так называемые «температурные волны». Такие волны появляются только в Гелии-3 и только при температурах, близких к абсолютному нулю, уже при температуре 2,7О К они исчезают. Однако это означает, что эти «температурные волны» не волны, а какие-то другие структуры, с которыми тоже давно пора разобраться.
Свет, как и любое физическое явление, не может быть абсолютным эталоном ни в одном из своих свойств, в том числе в своих спектральных характеристиках и в прямолинейности распространения. На свет оказывают влияние все существующие в мире тела и физические явления, и возможность пренебрежения этими влияниями зависит от того, каковы условия поставленной задачи и с какой степенью точности эту задачу нужно решать. Заранее и для всех случаев жизни это определить нельзя.
Кроме того, нужно помнить, что любой физический эксперимент ставит своей целью найти зависимость одних физических величин от других, и всегда, конечно, чисто математически, можно аргумент и функцию поменять местами, что означает поменять местами причину и следствие, и не всегда это делается корректно. Нужно также иметь в виду, что любой факт может трактоваться бесчисленным множеством способов, и выбор той или иной трактовки зависит от многих факторов, часто носящих субъективный и предвзятый характер. Все это относится и к световым явлениям.
Известное явление «Красного смещения» спектров света далеких галактик сегодня всеми физиками однозначно истолковывается как свидетельство расширения пространства и «разбегания» галактик, что в свою очередь «свидетельствует» о существования «начала» и «рождения» Вселенной из некоей «сингулярной» точки, сосредоточившей в себе всю массу будущей Вселенной, которая вдруг взорвалась и, тем самым, дала начало рождению Вселенной.
Между тем, это же явление может вполне законно истолковываться как потеря энергии фотонами света при их распространении в мировом пространстве. На такую возможность обращал внимание еще Дж.Дж.Томсон. Именно такой точки зрения придерживается и автор настоящей работы. Но если это действительно так, то ни о каком расширении пространства, разбегании галактик и «начале» Вселенной и речи быть не может, но тогда и вся космология и космогония должны строиться совсем по-другому, не так, как сейчас.
Что касается прямолинейности распространения света, то и здесь имеет место некоторое недоразумение.
Отклонение света от звезд вблизи Солнца в соответствии с теорией относительности Эйнштейна трактуется, как искривление пространства. Между тем, по Ньютону это явление объясняется как следствие гравитационного притяжения фотонов при облете Солнца, а эксперименты, проведенные несколькими исследователями в целях установления истины, на самом деле никак не подтвердили эйнштейновскую теорию, несмотря на все уверения авторов: результаты экспериментов оказались гораздо ближе к ньютоновским, многие факторы, влияющие на результаты, учтены не были, обработка же результатов велась так, что прямо наводит на мысль о подтасовке данных в целях соответствии теории относительности. На самом деле, ни о каком «искривлении пространства» вообще нигде и никогда не может идти и речи, поскольку пространство – это общая категория, которая не может зависеть ни от какого частного явления, в указанном эксперименте речь может идти только об искривлении луча света под воздействием гравитационного притяжения Солнца.
Таким образом, к некоторым аспектам современной теоретической (физической) оптики необходимо вернуться в целях, прежде всего, установления физической сущности самого света, а также всех известных световых явлений и пересмотра трактовки результатов некоторых экспериментов. От этого может существенно зависеть не только развитие самой оптики, но и ряда других областей естествознания, которые используют представления о сущности световых явлений.
PAGE 186 Введение