Жизнь науки - [226]
Чтобы охватить возможности и понять современное развитие этой новой области науки, необходимо овладеть Х-лучами и кристаллографией. Поскольку эти отрасли науки никогда ранее не соприкасались, можно ожидать, что тем, кто проявит интерес к этим новым проблемам, будет мешать незнание одного или другого из этих взаимосвязанных вопросов. Поэтому в этой небольшой книге мой сын и я сделали первую попытку представить основные факты и принципы, относящиеся к Х-лучам и кристаллам. В остальной, большей части книги дано краткое изложение развития исследований и представлены важнейшие пз полученных до сих пор результатов.
По необходимости эта книга является больше введением, чем трактатом. Действительно, вопрос слишком нов и недостаточно сформировался, чтобы оправдать более полное изложение. Мы стремились очертить основные контуры для тех, кто интересуется постановкой вопроса, и надеемся, что наше изложение послужит и тем, кто захочет практически познакомиться с предметом и принять участие в увлекательных исследованиях, которые здось открываются. В последнем случае следует, несомненно, также обратиться и к оригинальным сообщениям.
Исходя из целей, которые мы имели в виду, мы воздержались от обсуждения ряда интересных точек соприкосновения с другими науками и прежними работами, как, например, замечательными исследованиями Поупа и Барлоу. Мы не дали даже полного отчета о всех экспериментальных исследованиях, которые проведены в основном направлении, и ограничились лишь беглым упоминанием глубоких математических исследовании, которые дапы рядом авторов.
Опубликование этой книги было задержано трудностями настоящего времени, которые также помешали продолжению некоторых исследований и выходу в свет других, уже закопченных работ. Некоторые результаты, не вошедшие в основной текст, приведены в дополнительных замечаниях в конце книги.
Те же обстоятельства вынудили меня одного написать это предисловие. Возможно все же, что в любом случае я настоял бы на этом пр&ве. Однако один вопрос мне хочется со всей ясностью подчеркнуть,— а имеп-но то, что мой сын ответствен за идею «отражений», исходя из которой можно было продвинуться дальше, а также за большую часть работы по раскрытию кристаллических структур, к которым это продвижение привело.
Январь 1915 г.
У. Г. Брэгг
35 Жпзнь науки
ЗОММЕРФЕЛЬД
Арнольд Зоммерфельд родился в Кенигсберге в семье врача. Он окончил фпзико-математический факультет Кенигсбергского университета. Затем два года Зоммерфельд провел ассистентом в Геттингене, в 1897 г. стал профессором физики в Горной академии в Клаустале и в 1900 г.—профессором прикладной математики в Аахене. С 1906 г. до своей отставки по возрасту в 1931 г. Зоммерфельд был профессором теоретической физики в Мюнхене, и именно этот период стал наиболее плодотворным в его жизни. Работы Зоммерфельда посвящены разнообразным вопросам физики: гидродинамической теории смазки, математической теории дифракции света, теории атома, где им дано объяснение тонкой структуры спектральных линий, квантовой теории теплоемкости металлов. Зоммерфельд имел ряд выдающихся учеников; наряду с Копенгагеном и Геттингеном Мюнхен был центром развития квантовой теории. Совместно с Феликсом Клейном им была написана 4-томная «Теория гироскопа», потребовавшая 13 лет для своего завершения. В последний период его жизни им был составлен многотомный «Курс теоретической физики». Большую роль сыграла монография Зоммерфельда «Строение атома и спектры», написанная в 1918 г. Мы приводим предисловие и введение к первому изданию этой книги.
Предисловие
Со времени открытия спектрального анализа никто из специалистов не сомневался, что проблема атома была бы решена, если бы мы научились понимать язык спектра. Громадный материал, накопившийся в течение 60-летнпх спектроскопических наблюдений, своим многообразием давал, однако, мало надежды на успех. Семплетняя практика в измерении рент-геновских спектров дала больше для выяснения вопроса, так как здесь проблема внутреннего строения атома затронута более коренным образом. То, что мы теперь слышим в говоре спектральных линии, есть настоящая музыка сфер, звучащая в атоме, созвучия целых отношений, порядок и гармония, все более увеличивающиеся, несмотря на все разнообразие.
На все времена теория спектральных линий будет носить имя Бора, Но еще одно имя будет постоянно связано с ней — пмя Планка. Все законы целых чисел для спектральных линий и атомистики проистекают в конце концов из теории квантов. Она есть тот таинственный орган, на котором природа играет спектральную музыку и ритм которой управляет строением атома и ядра.
Введение
В первой половине XIX века электродинамика представляла собой ряд различных элементарных законов. Копируя ньютоновские законы тяготения, они утверждали наличие непосредственного дальнодействия, которое с места нахождения одного электрического заряда, или магнита, «перепрыгивая» через все промежуточное пространство, действует на место нахождения другого электрического заряда или магнита.
Во второй половине XIX века возникло представление, согласно котот рому электромагнитное поле при своем непрерывном расширении распространяется от точки к точке в пространстве и во времени; это была «полевая теория», противоположная «теории дальнодействия». Эта теория была заложена трудами Фарадея, разработана Максвеллом и увенчана Герцем. Согласно этим представлениям электромагнитное поле постепенно распространяется в пространстве и во времени. Уравнения Максвелла показывают, как векторы электрического и магнитного полей устанавливаются перпендикулярно друг к другу, как в каждом месте поля вследствие изменения магнитной напряженности возникает электрическая напряженность, как электрический ток создает вокруг себя магнитное поле. Промежуточная среда, в том числе и непроводящая, обладает определенной «пропускной способностью» (проницаемостью) и восприимчивостью (диэлектрическая способность как относительно магнитных, так и электрических силовых линий); соответственно этому в каждом месте пространства свойства среды влияют на характер дальнейшего распространения электромагнитного поля.
