Детская энциклопедия
Том 1. Земля. Том 4. Растения и животные. Том 7. Человек. Том 10. Зарубежные страны.
Том 2. Мир небесных тел. Числа и фигуры. Том 5. Техника и производство. Том 8. Из истории человеческого общества. Том 11. Язык. Художественная литература.
Том 3. Вещество и энергия. Том 6. Сельское хозяйство. Том 9. Наша советская Родина. Том 12. Искусство.

Таблица   к статье „Свет"

Спектры. 1.  Схема    спектроскопа (на   рисунке нет линзы, которая обычно ставится между источником   света и щелью А, чтобы собрать на щель больше света).

2.  Ход   световых лучей через   оптическую   систему   спектро­скопа.  

3.  Сплошной   спектр.

4.  Световые   лучи перед тем, как войти в щель A1, проходят через пламя горел­ки, окрашенное   парами какого-либо химического элемента.  

5. Линейчатый спектр натрия.

Таблица к статье  „Свет"

Физические свойства  световых лучей. 

1. Призма.

2. Сплошной спектр с указанием длины волн   каждого цвета.

3. Инфракрасные лучи  обладают тепловыми свойствами, в данном случае повышают   температуру  градусника.

4. Ультрафиолетовые лучи обладают химическими свойствами, в данном случае вызывают свечение люминофора.

5. Кривая видимости лучей невооруженным глазом; но оси абсцисс отложены длины волн в миллимикронах, по

оси ординат — соответствующие интенсивности лучей.

6. Эффект Доплера.

в ультрафиолетовой части его спектра должна была бы беспредельно возрастать. Это резко противоречило опыту. Не могла классическая физика объяснить, например, и такой простой факт: почему остывающая печь не светится желтым светом? К концу прошлого века ученые стали в тупик перед явлениями, связанными с изучением нагретых твердых тел. Такое по­ложение было образно названо «ультрафиоле­товой катастрофой».

Опытную зависимость el от длины волн и температуры удалось объяснить в 1900 г. не­мецкому физику Максу Планку. Для этого ему пришлось допустить, что свет излучается не как непрерывная волна, а отдельными порциями, которые он назвал квантами. Энергия кванта равна hn, где h постоянная Планка, величи­на, равная 6,62•10-27 эрг/сек, a n — частота излучения. Ни одно тело не может передать дру­гому телу энергию меньше кванта.

Гипотеза Планка положила начало кванто­вой механике, которая стала основой современ­ной теоретической физики. Кстати, только очень сложная квантовая теория Планка объяснила, как излучает нагретая печь.

ДАВЛЕНИЕ СВЕТА

Свет, поглощаясь в веществе, передает ему свою энергию в виде тепла. Но оказывает ли световой поток механическое воздействие на тела, которые он освещает?

Великий астроном Иоганн Кеплер еще в 1604 г. объяснил форму хвоста кометы влиянием светового давления. Но доказать это удалось лишь 250 лет спустя английскому физику Мак­свеллу. Он вычислил величину светового дав­ления, исходя из своей теории электромагнит­ного поля.

Если на единицу площади тела за одну се­кунду падает и полностью поглощается им све­товая энергия Е, то световое давление q равно E/c. Когда же свет полностью отражается, то

q=2E/c.

Представим себе свет, падающий на какую-то отражающую поверхность, как поток частиц —фотонов. Фотоны ведут себя как обычные мя­чики: они отскакивают от этой поверхности. Го­воря языком теоретической механики, вектор количества движения р фотона меняет свое на­правление на противоположное. Полное изменение Dр этого вектора равно 2 р. Величина Ар равна давлению q на поверхность, если на еди­ницу площади этой поверхности каждую секунду падает один фотон.

Сравним полученный результат с формулой

Максвелла. По  этой формуле q=2Eф/c=2р,

если на поверхность падает в секунду один фо­тон с энергией Еф. Из предыдущей формулы следует: Еф=рс, где р — количество движения фотона. Нo количество движения частицы равно ее массе, умноженной на скорость, а скорость фотона — это скорость света с. Значит, энергия фотона Еф=mфс2. Если этот вывод обобщить на любую частицу массы то, то

Е=mc2!

По формуле Максвелла можно подсчитать, что в полдень лучи Солнца действуют на 1 м2 земной поверхности с силой около 0,00039 н. Но физики долгое время не могли измерить световое давление практически. Это оказалось

Рис.  12. Схема опыта П. Н.  Лебедева.

слишком сложным. Многие ученые стали сомне­ваться в полученных Максвеллом результатах.

Впервые удалось доказать опытным путем, что световое давление существует, русскому физику П. Н. Лебедеву в 1899 г. Он подвесил в вакууме на тонкой нити пару крылышек; од­но из них было черным, другое — блестящим (рис. 12). Свет почти полностью отражался от блестящего крылышка и оказывал на него дав­ление, на черное крылышко давление было вдвое меньшим. Это соответствовало и теории Максвел­ла. Такое превышение давления оказалось достаточным, чтобы закручивать нить. По углу поворота крылышек можно определить силу, действующую на блестящее крылышко, а зна­чит, и давление света.

Опыт кажется простым. Но такое впечатле­ние обманчиво. До Лебедева попытки измерить световое давление не удавались, потому что

177