История теории эфира и электричества - Уиттекер Э.
ISBN 5-93972-070-6
Скачать (прямая ссылка):
и было принято, что единственные напряжения, возникающие в материальных
телах под действием электромагнитного поля, создаются косвенно; их можно
вычислить с помощью методов теории упругости, зная пондеромоторные силы,
действующие на электрические заряды, связанные с телами.
Еще одно наблюдение, предложенное теорией Максвелла о напряжении в среде,
состоит в том, что он рассматривал вопрос с чисто статической точки
зрения. Он определял напряжение так, словно оно может прикладывать к
весомым телам требуемые силы, и быть само-уравновешивающимся в свободном
эфире. Но^, если электрические и магнитные явления по своей природе
являются не статическими, а кинетическими, то напряжение или давление не
нуждается в са-моуравновешивании. Это можно показать, ссылаясь на
гидродинамические модели эфира, которые вскоре будут описаны и в которых
дырчатые тела погружены в движущуюся жидкость: пондеромоторные силы,
которые жидкость прикладывает к твердым телам, соответствуют силам,
которые действуют на проводники с током в магнитном поле, и, тем не
менее, в этой среде нет другого напряжения, кроме давления жидкости.
Среди задач, к которым Максвелл применил свою теорию напряженного
состояния в среде, была задача, которая занимала умы многих поколений его
предшественников. Приверженцы корпускулярной теории света восемнадцатого
века полагали, что их гипотеза получит окончательное подтверждение, если
им удастся показать, что световые лучи обладают импульсом. Чтобы
определить это, некоторые исследователи направляли мощные лучи света на
тела, подве-
гСр. В. Бьеркнес Phil. Mag. IX (1905), с. 491.
Максвелл
325
шенные на тонкой нити, и искали свидетельств давления, созданного
импульсом корпускул. Такой опыт в 1708 году провел Гомберг1,
вообразивший, что он действительно получил искомый эффект; однако Мэран и
Дюфе в середине века повторили этот опыт, но не подтвердили полученный
Гомбергом выводТ
Затем этим предметом занялся Мичелл, который "несколько лет назад, -
писал Пристли5 в 1772 году, - попытался обнаружить импульс света гораздо
более точным способом, чем тот, который использовали М. Гомберг и Ж.
Мэран". Он подверг очень тонкую медную пластинку, подвешенную на
тоненькой нити, воздействию лучей солнца, сконцентрированных с помощью
зеркала, и наблюдал отклонение. Он был не удовлетворен тем, что полностью
исключался эффект нагревания воздуха, но "кажется, несомненно то", по
мнению Пристли, "что вышеупомянутое движение следует приписывать импульсу
лучей света". Подобный опыт провел А. Беннет^, который направил свет из
фокуса большой линзы на писчую бумагу, подвешенную на тонкой нити в
вакуумном приемнике, но "не смог ощутить движение, отличное от эффектов
тепла. Вероятно, - заключил он, - чувствительное тепло и свет не могут
быть вызваны притоком или прямолинейными попаданиями мелких частиц, но
могут создаваться колебаниями, созданными в рассеянной по всей вселенной
теплоте или тепловой материи, или световой жидкости". Таким образом,
Беннет, а затем и Юнг5 рассматривали отсутствие отталкивания света в этом
опыте как аргумент в пользу волновой теории света. "Дело в том, - писал
Юнг, - что если принять во внимание максимально вообразимую мелкость
корпускул света, то естественно ожидать, что их эффекты имеют какое-то
отношение к эффектам гораздо менее быстрых движений электрической
жидкости, которые очень легко ощутить, даже в самых слабых состояниях".
Такое отношение тем более замечательно, что Эйлер много лет назад выразил
мнение о том, что давление света в равной степени разумно ожидать как при
корпускулярной, так и при волновой теории. "Поскольку, - писал он^, -
сильный звук вызывает не только
1Histoire de I'Acad. (1708), с. 21.
2Ж. Ж. Мэран Trade de I'Aurore boreale, с. 370.
^History of Vision, I, c. 387.
4Phil. Trans. LXXXII (1792), c. 81.
5Ibid. XCII (1802), c. 12.
bHistoire de I'Acad. de Berlin, II (1748), c. 117.
326
Глава 8
колебательное движение частиц воздуха, но и реальное движение подвешенных
в воздухе мелких частиц пыли, вряд ли подлежит сомнению то, что
колебательное движение, созданное светом, вызывает подобный эффект".
Эйлер не только сделал вывод о существовании давления света, но и
(принимая предложение Кеплера) объяснил хвосты комет, полагая, что
солнечные лучи, вторгаясь в атмосферу кометы, отрывают от нее мельчайшие
частицы.
Этот вопрос исследовал и Максвелл1 с позиций электромагнитной теории
света, которая легко обосновывает существование давления света. Допустим,
что свет падает на металлическую отражающую поверхность под прямым углом.
Свет можно рассматривать как состоящий из быстро изменяющегося магнитного
поля, которое должно индуцировать электрические токи в поверхностных
слоях металла. Но на металл, проводящий токи в магнитном поле, должна
действовать пондеромоторная сила в направлении, перпендикулярном как
магнитной силе, так и направлению тока, следовательно, в данном случае
