* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

287 СВЕТ 288 Применение формул теории относительности п р и этом в ы в о д е д а е т с о в е р ш е н н о т о ч н о е р е л я ­ тивистское выражение д л я эффекта Допплера. В свое в р е м я о д н и м и з д о к а з а т е л ь с т в в о л ­ н о в о й т е о р и и С. с ч и т а л о с ь с о в п а д е н и е э к с п е р и ­ м е н т а л ь н о Определенной в е л и ч и н ы с в е т о в о г о давления, равной для случая давления на чер­ н у ю п л а с т и н к у ~ (Е—энергия, падающая в у р а в н е н и й (S) с л е д у е т , что э л е к т р о м а г н и т н ы е в о з м у щ е н и я п о п е р е ч н ы ( с м . Поляризация све­ та), и т . о . т е о р и я М а к с в е л л а п о л н о с т ь ю о п и ­ с ы в а е т в с е о с о б е н н о с т и р а с п р о с т р а н е н и я С. О б о б щ е н и е .теории н а с л у ч а й р а с п р о с т р а н е н и я С. в д в и ж у щ и х с я системах дано теорией отно­ сительности, с развитием которой фактически прекратились дальнейшие попытки построения м е х а н и ч . т е о р и й С. н а о с н о в е п р е д с т а в л е н и я об упругом эфире. Квантовые свойства С , обнаружившиеся п р и изучении спектров и действий С , не объяс­ нимы теорией М а к с в е л л а . Д л я создания еди­ ной теории С , обнимающей к а к з а к о н ы рас­ пространения, так и процессы излучения и поглощения С., необходима н о в а я к в а н т о в а я электродинамика. Отсутствие таковой заста­ в и л о н а р я д у с в о л н о в ы м п р е д с т а в л е н и е м о С. пользоваться во многих с л у ч а я х видоизменен­ ной к о р п у с к у л я р н о й т е о р и е й С. П о м и м о о б ъ ­ яснения спектральных закономерностей и дей­ с т в и й С. т е о р и я ф о т о н о в с о в м е с т и м а с р я д о м явлений, которые ранее рассматривались как о ч е в и д н о е д о к а з а т е л ь с т в о в о л н о в о й п р и р о д ы С. П р и э т о м н е о б х о д и м о п о м и м о к в а н т о в ы х соот­ ношений п о л ь з о в а т ь с я выводами теории отно­ сительности. Примером может служить клас­ сический опыт Ф у к о , д о к а з а в ш и й , что вопре­ к и корпускулярной механич. теории Ньютона с к о р о с т ь С. в веществе меньше, чем в пустоте. Е с л и к о р п у с к у л а Ньютона с массой ж и ско­ ростью с падает под углом г на границу разде­ л а п у с т о т ы и с р е д ы и, п р е л о м л я я с ь п о д у г л о м г , д в и ж е т с я с о с к о р о с т ь ю и, т о т а н г е н ц и а л ь н а я слагающая количества движения корпускулы д о л ж н а остаться неизменной при переходе гра­ н и ц ы , откуда следует, что twcsin ъ = mu s i n r &, т . е . sin i it n^-r~-=*sin г с 1 ск.), с вычисленной из теории волн. Д л я кор­ п у с к у л Ньютона давление, производимое ча­ с т и ц а м и с м а с с о й ж и с к о р о с т ь ю с, р а в н о и з ­ менению количества движения: Р = Nmc (N—число откуда ч а с т и ц ) . Э н е р г и я ч а с т и ц Е ----- —^—, 2? т . е. в д в о е б о л ь ш е , чем п о л у ч а е т с я н а о п ы т е . П р и м е н я я релятивистские формулы, можно и в этом случае получить п р а в и л ь н ы й вывод. П о теории относительности общая энергия ча­ с т и ц ы , д в и ж у щ е й с я со с к о р о с т ь ю г и и м е ю щ е й покоящуюся массу ж 1 0 Е Nm c* 0 V 2 С* С другой стороны, количество движения Р = Nm v 0 В с т а в л я я в ы р а ж е н и е Р в ф-лу д л я Е и п о л а г а я в п р е д е л е v = с, н а х о д и м с в противоречии с опытом Ф у к о . П о теории све­ товых квантов фотон м е ж д у частицами веще­ с т в а в о о б щ е н е м о ж е т д в и г а т ь с я со с к о р о с т ь ю , о т л и ч н о й от с, с о х р а н я я п р и э т о м в с е г д а с в о ю э н е р г и ю hv. Н а б л ю д а е м о е з а м е д л е н и е ф о т о н а д о л ж н о толковаться к а к последовательные пог­ л о щ е н и я и и з л у ч е н и я его частицами вещества. В результате при условии постоянства скоро­ сти м е ж д у частицами фотон может только замед­ л я т ь с я в общем продвижении. Другим приме­ ром к о р п у с к у л я р н о г о объяснения к а к будто бы чисто в о л н о в о г о с в о й с т в а С. с л у ж и т э ф ф е к т Д о п п л е р а ( с м . Допплера эффект). Пусть ча­ с т и ц а в е щ е с т в а с м а с с о ю т, д в и г а в ш а я с я со скоростью v в направлении д в и ж е н и я фотона .hv , п о г л о т и л а п о с л е д н и й . П р и этом о н а и с п ы ­ тывает со стороны фотона давление величины x 0 в согласии с опытом. Присоединение к представлениям о фотонах з а к о н о в квантовой м е х а н и к и (в форме Б о р а ) позволяет в простейших с л у ч а я х подойти и к формальному объяснению явлений диффр ак­ ции. Пусть на диффракционную решетку с по­ с т о я н н о й а п а д а е т п о д у г л о м а фотон hv, р а с ­ с е и в а я с ь п о д у г л о м /3. * У д а р я я с ь о р е ш е т к у , ф о т о н с о о б щ а е т ей н е к - р о е к о л и ч е с т в о д в и ж е ­ н и я . Р е ш е т к а с массой М приобретает скорость v. В с о о т в е т с т в и и с о с н о в н ы м п о с т у л а т о м Б о ­ р а ( с м . Кванты) момент к о л и ч е с т в а д в и ж е н и я системы, имеющей периодич. структуру с пе­ риодом а (диффракционная решетка), должен подчиняться квантовому условию а j о Mvdl^kh, и соответственно меняет с к о р о с т ь до v . z П р и м е н я я к этому процессу законы сохране­ н и я энергии и количества движения, найдем, о п у с к а я д л я у п р о щ е н и я релятивистские по­ правки: hv,о то? + где А;—целое ч и с л о . Н а п и ш е м з а к о н с о х р а н е ­ н и я к о л и ч е с т в а д в и ж е н и я д л я его т а н г е н ц и а л ь ­ ной компоненты: д s i n а = Mv + j s i n Р (ничтожным изменением Я при рассеянии пре­ небрегаем). П о л ь з у я с ь постулатом Б о р а , на­ ходим отсюда a (sin a — s i n /?)= А;А, т . е. о б ы ч н у ю ф - л у д и ф ф р а к ц и о н н о й р е ш е т к и . Это ф о р м а л ь н о е о б ъ я с н е н и е д и ф ф р а к ц и и , р а в ­ но к а к все представления о фотонах, в ы н у ж д а ю т • к интерпретации основного у р - и я распростра­ н е н и я (3) и л и (11) к а к з а к о н а с т а т и с т и ч е с к о г о , справедливого только п р и одновременном дей­ ствии очень большого числа фотонов. В к а ж ­ дый данный момент в о л н о в а я к о н ц е п ц и я мож- hv + — , твН + тг mv . 2 1 р Обозначим среднюю скорость - * * нз обоих ур-ий найдем: r -r e v, тогда :г. е . в п е р в о м п р и б л и ж е н и и ( п р и м а ч о о т л и ­ ч а ю щ и х с я с к о р о с т я х V и « ) ф - л у Д о п п л е р а . 8