Все, кто интересуется физикой, наверняка когда-нибудь да видели картину разложения света с помощью оптической решётки. По данным Википедии первое описание этого явления сделал Джеймс Грегори (James Gregory, 1638 - 1675), который использовал в качестве решётки птичьи перья. Он был современником Ньютона и Гюйгенса, то есть жил в то время, когда создавалась волновая теория света. По-видимому, как раз поэтому он и увидел в данном световом явлении волны и различные длины волн. Возможно, именно ему мы обязаны тем, что в изложении теории вкралась «небольшая ошибочка», о которой будет сказано немного дальше.
На следующем рисунке 1, взятом из интернета, показана схема получения разложения света. Это только схема. Яркие расходящиеся пучки света мы, разумеется, не видим. Мы видим только то, что появляется на экране.
Далее, на рис. 2 мы видим само изображение, появляющееся на экране, с пояснением, что откуда берётся. Буква m обозначает так называемый «порядок» спектра или разложения.
На рис. 3 мы видим только само разложение без каких-либо пояснений.
Наконец, на рис. 4 показана формула, которая всё поясняет. На этом рисунке порядок спектра обозначается буквой k. О порядке спектра как раз и пойдёт далее речь. Как раз в нём и заключается „небольшая ошибочка“.
Обратите, пожалуйста, внимание, на этом рисунке написано: λ – длина волны падающего света. Правильно ли это? Но если это и ошибка, то не ошибка автора рисунка, ибо так написано не только на этом рисунке, но и во всех учебниках. Это, конечно, неправильно. Почему? Посмотрите, пожалуйста, на формулу:
С правой стороны формулы стоит длина волны. То есть, длина волны – kλ. Если не верите, вот вам фраза из Википедии:
„Так как для разных длин волн максимумы интерференции оказываются под разными углами (определяемыми разностью хода интерферирующих лучей), то белый свет раскладывается в спектр“ [1].
Эта фраза означает, что для разных длин волн должны получаться различные углы. А если мы при определении длины волны учитываем k, то у нас получится, что для одного и того же значения длины волны могут быть названы три различных значения угла!
В приведённой формуле φ – это угол, а справа – это длина волны, kλ. Назвать длину волны с помощью произведения двух букв было „причудой“, своего рода хитростью автора описания явления, позволившей ему дать весьма своеобразную трактовку данному явлению природы.
- Возможно, это было просто удобно. С помощью второй буквы автор подчеркнул, что в получающемся разложении света существуют радуги первого, второго и третьего порядка.
- Это мы знаем - теперь. Но ведь автор открытия или описания явления не знал об этом заранее? Представьте себе на минутку, что он ещё не придумал специального названия для радуг второго и третьего порядка. Но тем не менее, ему надо описать это явление. Что у него получилось бы в этом случае?
- У него получилось бы, что по мере увеличения длины волны красный свет появляется три раза, синий свет появляется три раза, зелёный свет появляется три раза и так далее, для каждого цвета световых лучей.
- Вот именно. И что же это означает?
- Это означает, что каждый цвет световых лучей соответствует трём различным длинам волн…
- Или же, что цвет лучей не имеет никакого отношения к длине волны.
- Действительно, получается «весьма своеобразная» трактовка явления… Она мне начинает казаться неправильной.
- Совершенно согласен с вами. И как же вы теперь назовёте идею назвать длину волны произведением двух букв kλ?
- Способом введения в заблуждение читателей или же самого себя.
- Скорее всего, самого себя. Но обманутыми оказались мы все, причём более, чем на 300 лет.
- Но как же такое могло случиться?
- Этот вопрос надо задавать уже историкам или психологам. Мне кажется, что перед автором описания стояла проблема. Если бы он не придумал букву k, тогда стало бы ясно, что для „порядка максимума“ k = 2 или k = 3 длины волн в 2-3 раза больше, а это уже инфракрасные волны, а инфракрасные волны мы, как известно, не видим. Введением буквы k невидимые инфракрасные лучи «превратили» в видимые. И, кроме того, получили «очень красивое» объяснение, которое нисколько не мешало волновой теории света.
- Но тем не менее, это пахнет жульничеством, подгонкой под известный результат.
- Не думаю, что это было жульничеством. Просто автору показалось, что он нашёл решение проблемы, вставшей перед ним.
- Но почему же этого никто не заметил? Не только тогда, но и в течение более, чем трёхсот лет?
- Тут дело, скорее всего, опять-таки, в человеческой психике. Когда найдено «красивое решение», всем кажется, что оно не может быть неправильным. Никому не хочется опровергать то, во что верят все остальные. Ведь если они все правы, то попытка такого опровержения была бы, очевидно, напрасной тратой времени.
Поэтому невысказанное в явном виде предположение, что мы здесь имем дело не с самой длиной волны, а с „порядком“ длины волны, показалось всем истиной, не требующей доказательств. В результате этого мы стали «видеть» то, что соответствует большим длинам волн в обычном видимом свете.
Тогда была очень модной волновая теория света. Все радовались тому, что наконец-то человечество познало сущность света. А если бы не придумали это k, то вышло бы, что открытое явление доказывает, что цвет световых лучей не имеет никакого отношения к их так называемой длине волны. Другими словами, это доказывало бы, что свет вовсе не является волновым явлением.
- Но ведь Гюйгенс в те времена действительно доказал, что свет – это волна?
- Это было всего только ошибкой. И виноват в ней был не столько Гюйгенс, сколько Ньютон, который неправильно описал разложение света призмой [2]. Если бы Ньютон и Гюйгенс более внимательно прочитали главу „О радуге“ в знаменитой в то время книге Декарта, то они бы знали, что свет разлагается на выходе из призмы в каждой точке выходной поверхности на все цвета радуги [3]. А если бы Гюйгенс этот факт учёл, то не смог бы создать волновую теорию света.
- Так что же, по вашему, никто, кроме Ньютона и Гюйгенса не прочитал ту знаменитую книгу Декарта, или же никто не смог понять описание Декарта?
- Возможно, в этом виноват сам Декарт. Он не уделил достаточное внимание упомянутому факту разложения света на все цвета радуги в каждой точке. За триста с лишним лет никто не обратил внимание на эту его фразу.
- Но ведь существуют десятки доказательств того, что свет является волной!
- Кажущихся доказательств. Если существует хотя бы одно доказательство того, что это мнение противоречит логике, то можно быть уверенным в том, что свет не является волной. Возможно, первым таким доказательством было описание разложения света призмой [2], из которого видно, что волновая теория противоречит этому экспериментальному факту. Данная статья также доказывает, что волновая теория не соответствует другому экспериментальному факту — явлению разложения света с помощью оптической решётки.
|
|
 |
