Эйнштейн однажды спросил Майкельсона, почему тот занимается именно измерением скорости света. И Майкельсон ответил: «Потому что это дьявольски интересно!» Майкельсон занимался этими исследованиями почти всю жизнь: задача была трудной и решать ее было интересно. Он, конечно, и не предполагал, что его эксперименты помогут Эйнштейну создать гениальную теорию относительности.
Еще в средние века было известно, что луч белого света, проходя через стеклянную призму, становится цветным. Считалось, что под действием стекла свет меняет свою окраску. Белый цвет казался тогда людям самым простым. Да и в наши дни человек, незнакомый со свойствами света, думает именно так.
В 1672 г. английский ученый Исаак Ньютон опроверг это ложное представление. На пути солнечного луча, проникающего в темную комнату через малое отверстие в ставне окна, он установил стеклянную призму (см. рис. 1 на цвет. табл. у стр. 176). Пучок света в призме «переломился», и на экране появилась цветная полоса. Эту полосу ученый назвал спектром. С помощью второй призмы Ньютону удалось из цветного спектра получить опять белый свет.
В другом опыте Ньютон поставил между отверстием в ставне и стеклянной призмой экран с узкой щелью. Перемещая щель, можно было направлять на призму различные одноцветные пучки: синие, зеленые, желтые, красные. Оказалось, что больше всего отклоняются призмой фиолетовые лучи и меньше всего — красные. Одноцветный луч не разлагается призмой на другие цвета. Такой луч называется монохроматическим, т. е. одноцветным.
Вывод из этих опытов был ясен: белый свет состоит из множества цветных лучей.
Световые лучи преломляются призмой по-разному, в зависимости от цвета (точнее, в зависимости от длины волны).
Благодаря этому и возникает спектр.
Преломляясь в дождевых каплях, белый свет разлагается на лучи разных цветов спектра. Так была объяснена Ньютоном радуга.
В 60-х годах прошлого столетия английский физик Джемс Клерк Максвелл предложил теорию электромагнитных колебаний (см. ст. «Электромагнитное поле»). На основании этой теории была вычислена скорость распространения таких колебаний в пустоте. Оказалось, что скорость электромагнитных колебаний не зависит от длины их волн и равна скорости света. Максвелл предположил, что свет — также электромагнитные колебания, т. е. периодические изменения электрического и магнитного полей в пространстве. А лучи различного цвета отличаются лишь частотой колебаний магнитного и электрического полей или длиной волны этих колебаний.
Частота колебаний световых волн зависит от их длины:
n=c/l.
В этой формуле n — частота колебаний волны, l — ее длина, а с — скорость света.
Предлагаем вам самим, пользуясь этой формулой, проверить, соответствует ли в нижеприведенной таблице длина волны ее частоте у каждого из цветов видимого спектра.
Как запомнить?
Ученики старой гимназии, чтобы лучше запомнить порядок расположения цветов в солнечном спектре, придумали забавное изречение:
Каждый (красный)
охотник (оранжевый)
желает (желтый)
знать (зеленый),
где (голубой)
сидят (синий)
фазаны (фиолетовый).
Пожалуй, кое-кому из вас это «мудрое» правило может оказаться полезным.
171