Свет — мое призвание - [28]

Шрифт
Интервал

Работы Вавилова по квантовым флуктуациям света привлекли к себе внимание научного мира. Академик Дмитрий Сергеевич Рождественский заявил, что эти исследования являются исключительно принципиальными и важными, и он высоко ценит их. Опыты Вавилова стимулировали развитие ряда важных научных работ. Так, в 1943 году академик Александр Алексеевич Лебедев выказал предположение о том, что разрешающая способность глаза и других зрительных устройств (способность видеть мелкие детали наблюдаемого предмета) при регистрации слабых световых потоков должна ограничиваться их квантовыми флуктуациями. В работах советских физиков Андрея Владимировича Луизова и Сергея Осиповича Майзеля была доказана плодотворность этой идеи.

Исследования Вавилова вызвали большой интерес и за рубежом, послужив отправным пунктом для ряда работ в разных странах. Так, в 1941 году американские физиологи С. Гехт, С. Шлер и М. Пиррен провели опыты, в которых использовали вавиловскую методику. Однако они вначале не ссылались на Вавилова, а позже умышленно искажали смысл его опытов. В монографии «Микроструктура света» С. И. Вавилов показал полную несостоятельность американских авторов. Их работы оказались повторением давно опубликованных результатов Сергея Ивановича в худшем варианте.

В 1944 году появилась работа голландского физика Альберта Якоба Иозефа Ван дер Вельдена, который через двенадцать лет после Вавилова «открыл» метод квантовых флуктуаций. Однако оказалось, что результаты Ван дер Вельдена и более поздние опыты М. Боумана не согласуются ни с данными С. И. Вавилова, ни с данными С. Гехта.

После того как было установлено существование квантовых флуктуаций света, Сергей Иванович сделал попытку обнаружить квантовые свойства в тех световых явлениях, которые считались типично волновыми. Прежде всего он изучил квантовые флуктуации в когерентных световых пучках. В 1934 году совместно с Е. М. Брумбергом он исследовал интерференцию света при предельно малых интенсивностях интерферирующих лучей.

Обычно явления интерференции изучались при взаимодействии когерентных световых потоков, интенсивность которых была достаточно велика. В этих случаях наблюдалась стабильная интерференционная картина. Чередование светлых и темных полос в ней определялось соотношением фаз интерферирующих световых пучков, зависящим от точки наблюдения.

Иначе обстоит дело при проявлении у интерферирующих пучков квантовых свойств. В места темных полос интерференционной картины световые кванты не попадают. Светлые полосы при предельно малых интенсивностях интерферирующих световых потоков в разные моменты времени обладают различной интенсивностью. Появление флуктуаций интенсивностей светлых полос вызывается флуктуациями числа квантов в интерферирующих световых пучках.

С. И. Вавилову и Е. М. Брумбергу удалось обнаружить эти эффекты. Темные полосы интерференционной картины не испытывали изменений, в то время как в светлых полосах отчетливо проявлялись беспорядочные флуктуации интенсивности. Таким образом, было доказано, что даже в типично волновых процессах можно обнаружить квантовые свойства. Единство волновых и квантовых свойств света (так называемый корпускулярно-волновой дуализм) было продемонстрировано с большой убедительностью.

Вавилов осуществил и еще один опыт по исследованию относительных флуктуаций в когерентных световых пучках. Он направлял пучок зеленого естественного света на бипризму Френеля — оптическое устройство, в свое время предложенное французским физиком Огюстеном Жаном Френелем и состоящее из двух призм с малыми преломляющими углами, сложенных основаниями по отношению друг к другу. Бипризма Френеля используется для получения когерентных световых пучков в интерференционных опытах.

Преломляющее ребро бипризмы в эксперименте Вавилова было расположено горизонтально. В поле зрения оказывалось два симметрично расположенных когерентных зеленых пятна. Сергей Иванович писал, что при достижении пороговой мощности оба пятна флуктуировали одно относительно другого и весьма редко были видны в одно и то же время. Это явление независимых относительных колебаний когерентных лучей имеет катастрофическое значение для волновой теории, если пытаться ее защищать и в данном случае.

Аналогичные результаты Вавилов получил и в опытах с призмой Волластона — поляризационной призмой, предложенной английским ученым Ульямом Хайтом Волластоном и состоящей из двух прямоугольных призм из исландского шпата. Проходя через нее, естественный луч делится на два плоскополяризованных во взаимно перпендикулярных плоскостях луча, которые по выходе из призмы распространяются под одинаковыми углами по отношению к направлению естественного луча. Через призму пропускался зеленый естественный пучок света. На выходе получалось два поляризованных во взаимно перпендикулярных плоскостях световых пучка. Они давали два зеленых пятна, которые флуктуировали независимо друг от друга.

С помощью аналогичных опытов было бы можно обнаружить квантовые явления и в другом типично волновом процессе — в дифракции света — в явлениях, наблюдающихся при прохождении света мимо резких краев непрозрачных или прозрачных тел или сквозь узкие отверстия, отчего нарушается прямолинейность распространения света и наблюдается отклонение от законов геометрической оптики.


Рекомендуем почитать
Тудор Аргези

21 мая 1980 года исполняется 100 лет со дня рождения замечательного румынского поэта, прозаика, публициста Тудора Аргези. По решению ЮНЕСКО эта дата будет широко отмечена. Писатель Феодосий Видрашку знакомит читателя с жизнью и творчеством славного сына Румынии.


Петру Гроза

В этой книге рассказывается о жизни и деятельности виднейшего борца за свободную демократическую Румынию доктора Петру Грозы. Крупный помещик, владелец огромного состояния, широко образованный человек, доктор Петру Гроза в зрелом возрасте порывает с реакционным режимом буржуазной Румынии, отказывается от своего богатства и возглавляет крупнейшую крестьянскую организацию «Фронт земледельцев». В тесном союзе с коммунистами он боролся против фашистского режима в Румынии, возглавил первое в истории страны демократическое правительство.


Мир открывается настежь

В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.


Правда обо мне. Мои секреты красоты

Лина Кавальери (1874-1944) – божественная итальянка, каноническая красавица и блистательная оперная певица, знаменитая звезда Прекрасной эпохи, ее называли «самой красивой женщиной в мире». Книга состоит из двух частей. Первая часть – это мемуары оперной дивы, где она попыталась рассказать «правду о себе». Во второй части собраны старинные рецепты натуральных средств по уходу за внешностью, которые она использовала в своем парижском салоне красоты, и ее простые, безопасные и эффективные рекомендации по сохранению молодости и привлекательности. На русском языке издается впервые. В формате PDF A4 сохранен издательский макет книги.


Джованна I. Пути провидения

Повествование описывает жизнь Джованны I, которая в течение полувека поддерживала благосостояние и стабильность королевства Неаполя. Сие повествование является продуктом скрупулезного исследования документов, заметок, писем 13-15 веков, гарантирующих подлинность исторических событий и описываемых в них мельчайших подробностей, дабы имя мудрой королевы Неаполя вошло в историю так, как оно того и заслуживает. Книга является историко-приключенческим романом, но кроме описания захватывающих событий, присущих этому жанру, можно найти элементы философии, детектива, мистики, приправленные тонким юмором автора, оживляющим историческую аккуратность и расширяющим круг потенциальных читателей. В формате PDF A4 сохранен издательский макет.


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».


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.