Cтраница 1
Объяснение дифракции по методу Френеля, Отступления от законов прямолинейного распространения, примеры которых приведены в предыдущем параграфе, получают простое объяснение с точки зрения волновой теории и являются естественным следствием этой теории. Действительно, наблюдаемое в каждом случае распределение света есть результат инте р-ф е р е н ц и и вторичных волн. [1]
Однако объяснение дифракции волн, даваемое принципом Гюйгенса, является неполным, так как он ничего не говорит об амплитудах волн, распространяющихся в различных направлениях, и, следовательно оставляет открытым вопрос о распределении интенсивности вдоль волнового фронта. Отмеченный недостаток принципа Гюйгенса устранил в 1815 г. французский физик Френель, дополнив этот принцип положением об интерференции вторичных волн. [2]
Как указано в следующем разделе, многие из перечисленных выше моделей в настоящее время ставятся под сомнение и выдвигаются другие предположения для объяснения дифракции от больших периодов. [3]
Следует также отметить, что из уравнения ( 30) можно непосредственно вывести принцип Гюйгенса, лежащий в основе волновой оптики и вообще объяснения дифракции волн. Для данного-случая, однако, важно в связи с последующим изложением указать, что уравнение ( 30) применимо и к волнам материи, причем физический смысл параметра и в уравнении ( 30) и в этом случае заключается в том, что она является скоростью распространения волн материи. Какой смысл имеет в случае волн материи величина i), будет показано позднее. [4]
В дискуссии по данному вопросу [172, 175] он приходит к заключению, что, во-первых, если дифракционную картину создают несколько атомных слоев, то имеет место вторичное ( динамическое) рассеивание, вклад которого в интенсивность трудно оценить даже для чистой поверхности, и что, во-вторых, углерод, водород и кислород в адсорбированном состоянии частично ионизованы, а сечение рассеивания электронов ионами может быть большим. Бауэр считает, что при объяснении дифракции медленных электронов нет необходимости прибегать к гипотезе о перестройке ( реконструкции) поверхности под действием адсорбции и что для такой перестройки нет никаких энергетических причин. [5]
Волновая же природа излучения интересовала нас только при объяснении дифракции. [6]
Конечно, это положение едва ли можно признать за объяснение. В лучшем случае оно намечает программу объяснения, создавая по крайней мере некоторую надежду объяснения дифракции в будущем через взаимодействие вещества и фотонов. [7]
При определенных условиях здесь можно наблюдать черэдуэдие темные и светлые полосы освещен зти. Объяснение дифракции дается на octзвании принципа Гюйгенса-Френеля. [8]
В теоретической физике доказывается, что для любой величины W, зависимость которой от пространственных координат и времени можно представить таким уравнением, существует возможность волнообразного распространения и что и в этом уравнении представляет собой скорость распространения такого волнового процесса. И наоборот, для каждой величины, которая распространяется в виде волны, зависимость от пространственных координат и времени передается приведенным выше уравнением. Следует также отметить, что из уравнения ( 30) можно непосредственно вывести принцип Гюйгенса, лежащий в основе волновой оптики и вообще объяснения дифракции волн. [9]
В 1801 г. Юнг устанавливает принцип интерференции и на основании этого принципа объясняет окраску тонких пленок вещества. В 1818 г. сторонники корпускулярной теории выдвигают в качестве темы на конкурсе Парижской Академии вопрос о дифракции света. Однако премию получает Френель, давший объяснение дифракции, исходя из волновой теории. В частности, Френель показывает, что в центре геометрической тени от малого круглого экрана должен быть свет, что и было подтверждено экспериментально. [10]
В 1801 г. Юнг устанавливает принцип интерференции и на основании этого принципа объясняет окраску тонких пленок вещества. В 1818 г. сторонники корпускулярной теории выдвигают в качестве темы на конкурсе Парижской Академии вопрос о дифракции света. Однако премию получает Френель, давший объяснение дифракции, исходя из. В частности, Френель показывает, что в центре геометрической тени от малого круглого экрана должен быть свет, что и было подтверждено экспериментально. [11]
Однако правильность такого объяснения может быть проверена путем дополнительных исследований. В этом вопросе важное значение имеют результаты, полученные В. А. Фабрикантом и его сотрудниками ( 1949): чередующиеся максимумы и минимумы на экране получаются не только в том случае, когда на решетку падает пучок, содержащий очень большое число электронов, но и при прохождении через решетку одного электрона за другим через большие промежутки времени. Эти промежутки были настолько большими, что взаимодействие между электронами, последовательно проходящими через решетку, практически исключалось. Так как дифракционная картина на экране образуется не только заряженными ( электроны, протоны), но и нейтральными ( нейтроны) частицами, то при объяснении дифракции частиц должно быть исключено также и взаимодействие между ними и атомами вещества в щелях решетки. [12]
Заметим прежде всего, что теории истечения не согласуются с молекулярным объяснением преломления и отражения света, для которого существенно предположение об интерференции падающей волпы со вторичными волнами, излучаемыми элементарными диполями среды. В самом деле, если, например, считать среду покоящейся, а источник света движущимся относительно нее, то согласно Ритцу волны, излучаемые диполями, имеют скорость ( равную с), отличную от скорости падающей волвы, а следовательно, интерференция между ними невозможна. Далее, теории истечения позволяют объяснить фундаментальный для оптики движущихся сред опыт Физо ( ср, § 6) лишь с помощью искусственных дополнительных гипотез. Рассмотрим здесь более подробно предсказания теории истечения относительно эффекта Доплера. Следовательно, нужно выяснить, что измеряется при обычном, астрономическом наблюдении доп-лер-эффекта: изменение частоты или изменение длины волны. Можно, пытаясь сохранить теории истечения, принять, что при наблюдениях с призменными приборами речь идет об измерении изменения частоты. При наблюдении с дифракционными решетками решить вопрос значительно труднее. Толмеп придерживается взгляда, что в данном случае речь идет о длине волны и, таким образом, теории истечения опровергаются; Стюарт [28], однако, придерживается противоположного мнения. Решение этого вопроса не может быть найдено просто потому, что само объяснение дифракции в теории истечения очень неясно. Предсказания различных теорий истечения об эффекте Доплера при отражении света от движущегося зеркала расходятся между собой. [13]