246
Глава 1.
Несмотря на перечисленные недостатки, все разделы оптики получили широкое практическое применение. Созданы многочисленные источники освещения, основанные на различных достижениях физики, наука светотехники учитывает законы оптики и физиологии. Оптические спектральные исследования позволили во многом разобраться со строением вещества. Созданы многочисленные оптические приборы для самых различных целей, начиная от исследований микроскопических организмов и строения вещества до исследования Вселенной. Таким образом, достижения оптики как науки огромны. И при всем этом сущность оптических явлений и самого элементарного носителя света - фотона по-прежнему остается неизвестной.
Несмотря на то, что оптика имеет давнюю историю, а попытки применения математического аппарата электродинамики начались сразу же после опубликования Максвеллом своих знаменитых уравнений, достаточно быстро обнаружилось и некоторое несоответствие распространения фотона законам Максвелла.
В своих работах Максвелл показал, что скорость распространения электромагнитных колебаний и света одна и та же и составляет:
1
с = — -— ,
V £0 у«0.
где £0 и /л0 соответственно диэлектрическая и магнитная проницаемости вакуума.
Именно на этом основании всеми последующими исследователями сделан вывод о том, что свет и радио волны представляют собой одно и то же и отличаются только диапазоном частот, так что свет включен в единую таблицу частот электромагнитных колебаний
История открытия оптических явлений
247
Несмотря на то что оптика имеет давнюю историю, а попытки применения математического аппарата
электродинамики начались сразу же после опубликования Максвеллом своих знаменитых уравнений, достаточно быстро обнаружилось и некоторое несоответствие распространения фотона законам Максвелла. Дело в том, что затухание света в полупроводящей среде (морской воде) оказалось полностью не соответствующим закону затухания плоской электромагнитной волны в такой среде.
Как известно, плоская электромагнитная волна затухает в полупроводящей среде в соответствии с законом Максвелла как:
(-) 1/2 г
2
Н = Но е (1.1)
Здесь Но - напряженность магнитного поля на поверхности раздела сред, например на поверхности морской воды; л - относительная магнитная проницаемость среды; о - проводимость среды; rn = 2nf f - частота электромагнитной волны; r - расстояние от поверхности раздела сред.
Практика обнаруживает полное подтверждение указанной формулы затуханию плоской радиоволны в морской среде и полное расхождение ее с затуханием света в прозрачной морской воде. При проводимости морской воды 1 Ом-1' м-1 на частоте 1 мГц практически полное затухание электромагнитной волны происходит на глубине в м. Учитывая, что
Г1/Г2 = Vff) (1.2)
и что для зеленого света длина волны составляет 5,6-10-7 м, что соответствует частоте 5-1014 Гц, получаем для расчетной по Максвеллу глубину проникновения света в морскую воду как.
