Волны

Работами голландца X. Гюйгенса и француза О. Френеля была установлена волновая природа светового излучения. Волна, складываясь с другой волной, колеблющейся с той же частотой, либо усиливается, либо ослабляется. При определенных условиях две волны могут вовсе погасить друг друга. Эта способность волн усиливаться или гаситься при их сложении называется интерференцией. Интерференция - один из основных признаков волнового процесса. Другой признак - дифракция - способность волн огибать предметы. Именно эти свойства заставили Гюйгенса и Френеля обратить внимание на волновой характер света (рис. 1). В дальнейшем, обнаружив интерференцию и дифракцию электромагнитных волн, физики пришли к заключению, что не только солнечный свет, но и радиоволны, и рентгеновские лучи, и излучения атомных ядер, и не видимое глазом инфракрасное излучение нагретых тел - различные проявления одного и того же волнового процесса.

Рис. 1. График волны с частотой колебаний v, распространяющейся по оси х со скоростью

— круговая частота. За время t₂—t₁=Пи/2w волна прошла расстояние, равное четверти ее длины Лямбда/4. В плоскость W, перпендикулярную оси х и пересекающую ее в точке а, "возмущение" из параллельной плоскости, проходящей через точку b, переносится волной за время Пи/2w, если bа= Лямбда/4.

Во второй половине XIX в. английский ученый Д. Максвелл создал свою замечательную теорию электромагнитного поля. Из нее следовало, что должны существовать волны, в которых колеблются электрическое и магнитное поля, а скорость распространения таких волн в свободном пространстве -вакууме - равна примерно 300 000 км/с, т. е. совпадает по размеру со скоростью света. Такие волны названы электромагнитными. Совпадение их скорости со скоростью света было первым указанием на электромагнитную природу светового излучения.

В 1887 г. немецкий ученый Г. Герц показал, что радиоволны, а их электромагнитный характер не вызывал сомнений, отражаются и преломляются по таким же законам, как световые. Все это подтверждало электромагнитное происхождение светового излучения.

Однако физики столкнулись с большими трудностями, когда пытались объяснить законы излучения самого распространенного источника света - нагретого твердого тела. Ведь это и нить электрической лампы накаливания, и раскаленные топки печей, и... тело человека. Да и главный источник энергии - Солнце - излучает по законам, близким к законам излучения нагретого твердого тела. Конечно, мимо такой задачи пройти было невозможно.

перейти к началу страницы