Свет — мое призвание - [25]

Шрифт
Интервал

Оказалось, что поглощение может зависеть даже и от не очень большой интенсивности падающего света. Так, значительные отступления от линейности поглощения можно наблюдать у многих красителей, помещенных в стеклообразные среды. Длительность пребывания молекул таких красителей в возбужденном состоянии составляет секунду и более. Особенно наглядно это проявляется у сложных люминесцирующих неорганических веществ — кристаллофосфоров, обладающих весьма продолжительным послесвечением.

Эффект, обнаруженный С. И. Вавиловым и В. Л. Левшиным, заложил первый камень в фундамент новой, чрезвычайно важной и бурно развивающейся в наши годы науки — нелинейной оптики. Ныне эффект Вавилова — Левшина широко используется для создания оптических затворов, применяемых для получения гигантских импульсов в твердотельных оптических квантовых генераторах (лазерах). Оптический затвор представляет собой кювету с жидкостью, которая обладает свойством становиться прозрачной под действием светового пучка определенной мощности. Затвор срабатывает только после достижения кристаллом высокой степени возбуждения, им и обеспечивается возможность получения исключительно мощного светового лазерного импульса.

В 1928 году в Москве состоялся VI съезд русских физиков, на котором, по воспоминаниям академика Моисея Александровича Маркова, выступил «по-юношески стройный, смуглый до черноты» Сергей Иванович Вавилов. Он рассказал о попытке установить границы применимости известного оптического принципа суперпозиции, согласно которому между двумя пересекающимися световыми пучками не должно происходить взаимодействия. Этот принцип был известен давно и активно обсуждался еще Христианом Гюйгенсом, Исааком Ньютоном и Михаилом Васильевичем Ломоносовым. Он хорошо объяснялся волновой теорией света, и никто не наблюдал его нарушения.

Однако его существование, казалось, противоречило корпускулярной теории световых явлений И. Ньютона. Ее противники указывали на необходимость соударений световых корпускул, что неминуемо приводило бы к нарушению принципа суперпозиции. М. В. Ломоносов заметил, что возможное объяснение этого явления следует искать в исключительной малости световых корпускул.

С. И. Вавилов писал: «В наше время оптика находится в стадии теоретического синтеза волнового и корпускулярного воззрения, и вопрос о пределах выполнимости суперпозиции снова становится несколько неясным». Исходя из того, что световые пучки состоят из отдельных квантов, Сергей Иванович предположил: если сильно увеличить плотность световых потоков, заставив их пересекаться друг с другом, то некоторые световые кванты могут сталкиваться между собой. В результате должно возникать рассеяние света, наблюдение которого и послужило бы экспериментальным доказательством нарушения принципа суперпозиции.

Для проведения опытов Вавилов построил установку, в которой источником светового потока большой плотности служила мощная конденсированная электрическая искра. Свет от нее фокусировался внутри сосуда, откуда был откачан воздух. Сергей Иванович подсчитал, что в этой установке возможны такие большие мгновенные значения плотности лучистой энергии, которые превышают соответствующие значения ее у поверхности Солнца. Однако опыты не принесли удачи, рассеяния света обнаружить не удалось. На основании опытов ученый пришел к выводу, что вероятность столкновения фотонов очень незначительна.

Для определения верхнего предела выполнимости принципа суперпозиции Вавилов обратился к астрономическим явлениям. Он писал, что у поверхности Солнца пересекаются некогерентные пучки, исходящие из его разных участков (в отличие от названных, источники света, колеблющиеся в одинаковых фазах или с постоянной разностью фаз, называются когерентными; только когерентные световые пучки способны интерферировать между собой), причем пересечения происходят при очень больших плотностях радиации и в огромном объеме. Кроме того, результаты для земного наблюдателя суммируются. В моменты полных солнечных затмений, когда прямые лучи Солнца задержаны и фон является очень темным, исследователь, находящийся на Земле, оказывается в исключительно хороших условиях наблюдения, и Солнце может служить удобным объектом для установления пределов выполнимости принципа суперпозиции.

Известно, что около поверхности Солнца наблюдается рассеянный свет его короны. Это явление объясняют рассеянием солнечных лучей электронами, атомами и молекулами разреженного газа. Вавилов осуществил заведомо идеализированный расчет. Он предположил, что весь наблюдаемый рассеянный свет вызван столкновениями световых квантов (фотонов). Оказалось, что даже в таком случае радиус сферы действия фотонов невероятно мал — значительно меньше, чем 10e-20 сантиметра, то есть в 10 миллионов раз меньше, чем радиус любой известной элементарной частицы. Если же учесть рассеяние света электронами, атомами и молекулами, то эта величина окажется еще намного меньше.

Расчет показал, сколь безнадежны попытки обнаружить рассеяние света в опытах такого типа, проводимых в обычных лабораторных условиях. Даже в наши дни, располагая огромными мощностями световых пучков, излучаемых лазерами, мы пока не можем рассчитывать на положительные результаты в этих опытах. Вавилов показал, что принцип суперпозиции некогерентных световых пучков выполняется с большой степенью точности в очень широких пределах. По его словам, по крайней мере, для видимого света этот принцип является одним из точнейших положений оптики.


Рекомендуем почитать
Верные до конца

В этой книге рассказано о некоторых первых агентах «Искры», их жизни и деятельности до той поры, пока газетой руководил В. И. Ленин. После выхода № 52 «Искра» перестала быть ленинской, ею завладели меньшевики. Твердые искровцы-ленинцы сложили с себя полномочия агентов. Им стало не по пути с оппортунистической газетой. Они остались верными до конца идеям ленинской «Искры».


Молодежь Русского Зарубежья. Воспоминания 1941–1951

Рассказ о жизни и делах молодежи Русского Зарубежья в Европе в годы Второй мировой войны, а также накануне войны и после нее: личные воспоминания, подкрепленные множеством документальных ссылок. Книга интересна историкам молодежных движений, особенно русского скаутизма-разведчества и Народно-Трудового Союза, историкам Русского Зарубежья, историкам Второй мировой войны, а также широкому кругу читателей, желающих узнать, чем жила русская молодежь по другую сторону фронта войны 1941-1945 гг. Издано при участии Posev-Frankfurt/Main.


Актеры

ОТ АВТОРА Мои дорогие читатели, особенно театральная молодежь! Эта книга о безымянных тружениках русской сцены, русского театра, о которых история не сохранила ни статей, ни исследований, ни мемуаров. А разве сражения выигрываются только генералами. Простые люди, скромные солдаты от театра, подготовили и осуществили величайший триумф русского театра. Нет, не напрасен был их труд, небесследно прошла их жизнь. Не должны быть забыты их образы, их имена. В темном царстве губернских и уездных городов дореволюционной России они несли народу свет правды, свет надежды.


Сергей Дягилев

В истории русской и мировой культуры есть период, длившийся более тридцати лет, который принято называть «эпохой Дягилева». Такого признания наш соотечественник удостоился за беззаветное служение искусству. Сергей Павлович Дягилев (1872–1929) был одним из самых ярких и влиятельных деятелей русского Серебряного века — редактором журнала «Мир Искусства», организатором многочисленных художественных выставок в России и Западной Европе, в том числе грандиозной Таврической выставки русских портретов в Санкт-Петербурге (1905) и Выставки русского искусства в Париже (1906), организатором Русских сезонов за границей и основателем легендарной труппы «Русские балеты».


Путеводитель потерянных. Документальный роман

Более тридцати лет Елена Макарова рассказывает об истории гетто Терезин и курирует международные выставки, посвященные этой теме. На ее счету четырехтомное историческое исследование «Крепость над бездной», а также роман «Фридл» о судьбе художницы и педагога Фридл Дикер-Брандейс (1898–1944). Документальный роман «Путеводитель потерянных» органично продолжает эту многолетнюю работу. Основываясь на диалогах с бывшими узниками гетто и лагерей смерти, Макарова создает широкое историческое полотно жизни людей, которым заново приходилось учиться любить, доверять людям, думать, работать.


Герои Сталинградской битвы

В ряду величайших сражений, в которых участвовала и победила наша страна, особое место занимает Сталинградская битва — коренной перелом в ходе Второй мировой войны. Среди литературы, посвященной этой великой победе, выделяются воспоминания ее участников — от маршалов и генералов до солдат. В этих мемуарах есть лишь один недостаток — авторы почти ничего не пишут о себе. Вы не найдете у них слов и оценок того, каков был их личный вклад в победу над врагом, какого колоссального напряжения и сил стоила им война.


Цепная реакция идей

Книга посвящена жизни и научному творчеству шести выдающихся ученых-физиков XX века, сыгравших исключительную роль в развитии физики атомного ядра и элементарных частиц. Это англичанин Эрнест Резерфорд, советские ученые П.Л. Капица, Я.И. Френкель, И.Е. Тамм, французы Ирен и Фредерик Жолио-Кюри.


Геометрия и «Марсельеза»

Марат сравнивал его с послушной тягловой лошадью; жирондистка Ролан — с каменотесом и медведем; для роялистов он был извергом, убийцей короля; Наполеон считал его простодушным, бескорыстным ученым, человеком, неспособным убить даже курицу. Все эти оценки относятся к Гаспару Монжу — одному из классиков естествознания, математику, механику, химику, металлургу, машиноведу, создателю начертательной геометрии. И активному деятелю Великой) французской революции 1789–1794 гг., чем и объясняются столь противоречивые оценки его личности.Книга рассказывает о его жизни и творчестве и предназначена для широкого круга читателей.