Поляризація

Приблизно в той же час було відкрито явище, назване поляризацією світла. Суть його зводиться до наступного. Якщо взяти два кристали певного типу (для цього досвіду підходять не всі кристали) і, розташувавши один перед іншим, подивитися крізь них на світло, можна помітити, що яскравість світла змінюється в залежності від того, як повернені кристали один щодо одного (рис. 105 ). Якщо знайти положення, в якому світло буде найбільш яскравим, а потім обертати один з кристалів, ми побачимо, що світло стає все слабкішими і слабкішими, поки поле зору не стане зовсім темним. Це відбудеться тоді, коли кристал повернеться на 90 ° по відношенню до вихідного положення.

Спочатку були зроблені спроби пояснити поляризацію світла за допомогою нової теорії. Припускали, що корпускули світла, що йде від звичайного джерела, орієнтовані безладно, а при проходженні через кристал вони набувають певної орієнтацію. Але незабаром в результаті досліджень французького інженера Огюстена Френеля (1788-1827) хвильова теорія світла отримала беззастережне підтвердження і широке визнання. Френель встановив, що хвилі світла являють собою поперечні коливання, чим принципово відрізняються від звукових, які є поздовжніми. З точки зору хвильової теорії Френеля поляризація світла пояснюється наступним чином. Світло, що виходить від звичайного джерела, наприклад від Сонця або свічки, являє собою безліч коливань. Ці коливання відбуваються в самих різних площинах під будь-яким кутом один до одного. Ніякої виділеної кращою площині для них не існує. Але коли хвилі світла проходять через кристал, він пропускає тільки ті з них, площина коливання яких відповідає його структурі. Пройшовши через кристал, всі світлові хвилі починають коливатися практично в одній площині. Таке світло називається поляризованим. Якщо поляризоване світло потрапить на інший такий же кристал, він пройде через нього, якщо його структура буде паралельна структурі першого кристала. Якщо ж вони виявляться перпендикулярними, поляризовані хвилі не проходять через другий кристал.
У другій половині XIX ст. хвильова теорія світла повністю восторжествувала, і склалося враження, що всі проблеми, пов’язані з природою світла, в цілому успішно вирішені. Однак ближче до кінця століття стали накопичуватися факти, які не узгоджувалися з цією теорією. Спочатку з’ясувалося, що хвильова теорія не може пояснити деяких фактів, пов’язаних з електромагнітним інфрачервоним випромінюванням, що випускаються деякими тілами при певних умовах.

Піддавши результати численних експериментів, проведених різними дослідниками, ретельному математичному аналізу, німецький фізик Макс Планк (1858-1947) (рис. 106) в 1900 р прийшов до зовсім несподіваного і парадоксального висновку. Виявилося, що ці результати можна пояснити теоретично тільки в тому випадку, якщо припустити, що енергія випромінювання випускається не безупинно, а певними порціями. Суть відкриття Планка полягає в тому, що джерело електромагнітних коливань може випромінювати енергію тільки переривчасто, квантами, які являють собою порції енергії, рівні hv, де v – частота випускається коливання, а h – константа, названа постійної Планка. Виходить, що чим більше частота випромінювання, тим більшою енергією володіють його кванти. Цікаво, що сам Планк не цілком оцінив важливість свого відкриття і навіть пізніше, коли квантова теорія була обгрунтована А. Ейнштейном, заперечував проти того, щоб вважати її здатною замінити класичні фізичні теорії. Однак до того часу Ейнштейн, який займався іншими фізичними проблемами, цілком переконливо обгрунтував квантову теорію.
Перевірте свої знання
1. Яких точок зору на природу світла дотримувалися І. Ньютон і Х. Гюйгенс?
2. Що таке поляризація світла?
3. Що таке квант і чому дорівнює його енергія?


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (2 votes, average: 3.50 out of 5)

Поляризація