История теории эфира и электричества - Уиттекер Э.
ISBN 5-93972-070-6
Скачать (прямая ссылка):
2Mem. presenles a Vlnst. par divers Saaans, II (1811), c. 303.
Светоносная среда от Брадлея до Френеля
135
Успешного исследователя избрали в Академию наук, и он стал членом
знаменитого клуба Аркейля1. Однако здоровье Малюса, которое было
подорвано во время Египетской кампании, совсем ухудшилось, и в следующем
году, в возрасте 36 лет, он умер.
В общем случае отраженный луч поляризуется не полностью - т. е. луч
неидеально демонстрирует свойства света, поляризованного двойным
лучепреломлением. Однако при одном частном угле падения света, который
зависит от отражающего тела, отраженный луч поляризуется полностью. Малюс
с большой точностью измерил углы поляризации для стекла и воды и
попытался связать их с другими оптическими постоянными этих веществ,
показателем преломления и диспергирующей способностью, но безуспешно.
Впоследствии этим занялся Дэвид Брюстер (1781-1868), который в 1815 году2
показал, что полная поляризация при отражении происходит, когда
отраженный и преломленный лучи расположены под прямым углом друг к другу.
Почти в то же время Брюстер сделал еще одно открытие, которое оказало
огромное влияние на теорию двойного лучепреломления. До того времени
считалось, что двойное лучепреломление всегда имеет тот же характер, что
и лучепреломление, происходящее в исландском шпате, к которому можно
применить построение Гюйгенса. Брюстер обнаружил, что это убеждение
ошибочно, и показал, что у большого класса кристаллов вместо одной оси,
вдоль которой не наблюдается двойное преломление, существуют две таких
оси. Такие кристаллы называются двуосными, а кристаллы более простого
типа, к которым относится исландский шпат, называются одноосными.
Волновая теория света в этот период все еще сталкивалась с трудностями.
До сих пор не было удовлетворительного объяснения дифракции; хоть какого-
нибудь объяснения поляризации не было даже на горизонте; построение Г
юйгенса, очевидно, требовало присутствия в телах, обладающих свойством
двойного лучепреломления, двух различных светоносных сред; а
универсальность этого построения опроверг Брюстер, открыв двуосные
кристаллы.
Сторонники теории испускания, поощренные успехом теории двойного
лучепреломления Лапласа, считали, что пришло время тор-
^Клуб был назван по названию деревни, расположенной недалеко от Парижа,
где находились мызы Лапласа и Берголе и где проходили встречи. В этот
клуб входили двенадцать самых знаменитых ученых Франции.
2Phil. Trans. CV (1815), с. 125.
136
Глава 4
жествовать окончательную победу, и чтобы приблизить ее, в марте 1817
года, они предложили дифракцию как тему для премии Академии наук 1818 г.
Их ожидания не оправдались; и успешный научный труд стал первым из целой
серии работ сторонников волновой теории, которые всего за семь лет
полностью опровергли корпускулярную теорию света.
Его автором был Огюстен Френель (1788-1827), сын архитектора, инженер по
гражданскому строительству, который находился на правительственной службе
в Нормандии. Во время недолгого возвращения к власти Наполеона, после его
побега с Эльбы в 1815 г., Френель попал в немилость за то, что записался
в небольшую армию, которая попыталась воспрепятствовать возвращению
изгнанника; и именно во время вынужденного безделья, которое последовало
за его арестом, он начал изучать дифракцию. В своем первом научном труде^
он выдвинул теорию, схожую с теорией Юнга, которая, как и теория
последнего, была испорчена допущением о том, что дифракционные полосы
зависят от света, отраженного вследствие дифракции на крае. Однако
наблюдая, что как тупая, так и острая кромки ножа, производят точно такие
же полосы, он отклонил свое первое предположение и 15 июля 1816 г.
представил Академии наук дополнение к своему научному труду^, в котором
дифракционные эффекты были впервые соотнесены с их истинной причиной -
взаимной интерференцией вторичных волн, испускаемых теми частями
исходного фронта волны, которые не загораживает дифракционная решетка. В
своем методе вычисления Френель применил принципы Гюйгенса и Юнга, он
обобщил эффекты, возникающие из-за разных частей одного и того же
первичного фронта волны.
Набросок, представленный Академии наук в 1816 году, в течение следующих
двух лет был развит во всеобъемлющий научный труд^, который был предложен
на получение премии Академии наук.
Случилось так, что самый ранний труд Френеля, который был представлен
Академии наук осенью 1815 года, направили на рассмотрение жюри,
докладчиком которого был Франсуа Араго (1786-1853); Араго был настолько
впечатлен, что начал искать случая познакомиться с автором, ярым
защитником которого он впоследствии стал.
1Annales de chimie (2), I (1816), с. 239; CEuures, I, с. 89.
2 CEuures, I, c. 129.
bMem. de VAcad. V (1826), c. 339; CEuures, I, c. 247.
Светоносная среда от Брадлея до Френеля
137
А защитник и в самом деле понадобился, когда был представлен еще больший
научный труд, поскольку Лаплас, Пуассон и Био, которые составляли в этом
