История теории эфира и электричества - Уиттекер Э.
ISBN 5-93972-070-6
Скачать (прямая ссылка):
Старый вопрос о том, расположен ли вектор света в плоско-
"3
сти поляризации или перпендикулярен ей , теперь предстал в новом аспекте.
Волновой фронт электрической волны содержит два перпендикулярных друг
другу вектора, электрический и магнитный. Который из этих векторов
расположен в плоскости поляризации? Сначала теоретический ответ дал
Хевисайд4, разработав формулы для отношения отраженной волны к падающей.
Затем экспериментальный ответ дали Фитцджеральд и Троутон"', которые при
отражении волн Герца от каменной стенки обнаружили, что отражения не
происходит при таком угле поляризации, когда вибратор находится в
плоскости отражения. Из этого следует, что магнитный вектор расположен в
плоскости поляризации электрической волны, а электрический вектор
перпендикулярен этой плоскости. Интересный вывод последовал в 1890 году,
когда О. Винер^ сумел сфотографировать стоячие све-
*0. Дж. Лодж и Дж. А. Говард в том же самом году показали, что
электрическое излучение можно преломлять и фокусировать с помощью больших
линз; ср. Phil. Mag. XXVII (1889), с. 48. Другие демонстрации оптических
свойств, которыми обладают электромагнитные волны дали А. Риги (Bologna
Асе. Sci. Mem. IV [1894], с. 487) и А. Гарбассо (Annalen d. Phys. LIII
[1894], с. 334 и Alii Асе. Torino, XXX [1893], с. 442).
2Bht. Ass. Rep. (1900), с. 617.
5См. стр. 189 и далее.
4Phil. Mag. XXV (фев. 1888 г.), с. 130 (в примечании А).
^Nature, XXXIX (1889), с. 391.
ьАпп. d. Phys. XL (1890), с. 203. Ср. спор о результатах: Comptes Rendus,
CXII
388
Глава 10
товые волны. Стоячие волны получили, объединив луч, падающий на зеркало,
с отраженным лучом, и сфотографировали на тонкую пленку из прозрачного
коллодия, помещенную близко к зеркалу и слегка наклоненную к нему. Если в
таком опыте используется плоскополяризованный луч, падающий под углом
45°, то стационарным вектором, очевидно, является вектор,
перпендикулярный плоскости падения; но Винер обнаружил, что при таких
условиях эффект получается только тогда, когда свет поляризован в
плоскости падения, так что химическую активность следует связывать с
вектором, перпендикулярным плоскости поляризации, т. е. с электрическим
вектором.
В 1890 году и в последующие годы появилось несколько научных трудов по
фундаментальным уравнениям электромагнитной
теории. Герц, представив1 общее содержание теории Максвелла для
2
тел, которые находятся в состоянии покоя, распространил уравнения на
материальные тела, которые движутся в поле.
В действительно понятной и правильной теории, как считал Герц, следует
проводить различие между величинами, характеризующими состояние эфира в
каждой точке, и величинами, характеризующими состояние весомой материи,
связанной с ним. Это предчувствие реализовали более поздние
исследователи; но Герц полагал, что еще не пришло время для столь полной
теории и, подобно Максвеллу, предположил, что состояние сложной системы -
материя плюс эфир - можно охарактеризовать одинаково, когда материя
движется и когда она находится в состоянии покоя; или, как это выразил
сам Герц, что "эфир, который содержится в весомых телах, движется вместе
с ними".
Собственная гипотеза Максвелла относительно движущихся си-стем была
эквивалентна видоизменению уравнения
(1891), стр. 186, 325, 329, 365, 383, 456; и Ann. d. Phys. XLI (1890), с.
154; XLIII (1891), с. 177; XLVIII (1893), с. 119.
^Gott. Nach. (1890), с. 106; Ann. d. Phys. XL (1890), c. 577; Electric
Waves (англий-
ское изд.), с. 195. В этом научном труде Герц защищал уравнения в том
виде, в каком Максвелл их использовал в своей работе 1868 года (ср. выше,
стр. 307), предпочитая их более ранним уравнениям, включавшим скалярные и
векторные потенциалы.
2 Ann. d. Phys. XLI (1890), с. 369; Electric Waves (английское изд.), с.
241. Распространение света в движущемся диэлектрике уже изучил ранее, на
основе уравнений Максвелла для движущихся тел, Дж. Дж. Томсон (Phil. Mag.
IX [1880], с. 284; Proc. Camb. Phil. Soc. V [1885], с. 250).
^См. стр. 307-308.
1дВ
с dt
rot Е
Последователи Максвелла
389
которое представляет закон о том, что электродвижущая сила в замкнутом
контуре измеряется скоростью уменьшения количества линий магнитной
индукции, проходящих через этот контур. Этот закон истинен независимо от
того, находится ли контур в состоянии покоя или движется; но в последнем
случае за Е в уравнении следует брать электродвижущую силу в неподвижном
контуре, положение которого ежеминутно совпадает с положением движущегося
контура; и поскольку электродвижущая сила (l/c)[w-B] создается в материи
при его движении со скоростью w в магнитном поле В, мы видим, что Е
связана с электродвижущей силой Е^ в движущемся весомом теле уравнением
Е' = Е + i[w • В],
так что уравнением электромагнитной индукции в движущемся теле является
= - crotE' + rot[w • В].
at
Максвелл не стал изменять другие электромагнитные уравнения, которые
остались в привычном виде
D = еЕ', divD = 47rp, crotH = + 47rs.
