О чем рассказывает свет

Наука о свете играет важную роль в овладении силами природы, в раскрытии ее тайн, в разоблачении различных суеверий.

В прошлом многие небесные явления всегда поражали людей своей необычностью и таинственностью.

Временами с ясного неба падали «небесные камни»— метеориты. В ярком безоблачном небе вдруг «гасло» Солнце. Иногда по небу проносилась диковинная «хвостатая звезда» — комета. Во всех этих явлениях люди видели какой-то тайный, зловещий смысл, предзнаменование будущих несчастных событий. Думали, что небесные тела не имеют никакой связи с известной нам, окружающей нас материальной природой. Жизнь человека связывали с жизнью звезд, сущность которых считалась божественной.

Спектрограф значительно расширил наше познание Вселенной. Теперь мы знаем о ней гораздо больше, чем сто лет назад, до открытия спектрального анализа. И дело не в том, что наши знания выросли количественно; нет, они стали другими, более глубокими. Мы знаем теперь, куда и с какой скоростью движутся многие звезды, каков химический состав звезд; по звездным спектрам мы устанавливаем, как далеко отстоит от нас каждая звезда, каковы ее размеры, температура, какие физические условия царят в звездных атмосферах, какие процессы там протекают. При помощи спектрального анализа раскрыты причины многих небесных явлений. Благодаря умению расшифровывать спектры звезды стали нам столь же близкими, как и любое вещество, изучаемое в лабораториях. С них сорвано покрывало мистики и таинственности. Мы знаем теперь, что природа небесных тел та же, что и окружающая нас природа. Правда, все процессы в звездах протекают в особых условиях, например, при очень высоких давлениях, температурах и т. д., которые мы не можем пока воспроизвести в своих лабораториях. Но мы твердо знаем, что если мы научимся создавать подобные же условия (высокие температуры, давления и т. п.) в лабораториях, то наше земное вещество будет вести себя совершенно так же, как и в звездах.

Мы видим, наконец, что и органическая жизнь не является во Вселенной исключением. Материалистическая наука учит, что она возникает всегда, когда создаются подходящие для этого условия.

Наука доказывает, что в различных частях Вселенной действуют одни и те же законы природы и они доступны познанию человека. А расширение наших знаний о Вселенной, которому так мощно способствует наука о свете и которому нет предела, является могучим орудием в борьбе с мистикой и суевериями.

Невидимый свет

Электромагнитные волны

В то же время, когда спектроскопия начала так бурно развиваться, английский физик Джемс Клерк Максвелл (1831 —1879) обобщал результаты опытных исследований электрических и магнитных свойств материи. При этом он вовсе не имел дела со светом и со всеми понятиями, которые с ним связаны. Его интересовали другие вопросы: как взаимодействуют электрически заряженные частицы и токи, как появляются магнитные свойства вещества при движении зарядов, что происходит в пространстве, когда совершается электрический разряд, и аналогичные. Соответственно он пользовался такими понятиями, как электрическая и магнитная напряженность в данном месте пространства, скорость распространения электрического действия, диэлектрическая постоянная и т. п.

Максвелл опирался на опытные данные, полученные великим английским физиком Михаилом Фарадеем (1791 —1867), Эрстедтом, русским физиком Ленцем и другими. Экспериментального материала к 60-м годам прошлого века накопилось достаточно.

Еще Фарадей полагал, что магнит притягивает железо на расстоянии потому, что магнит создает вокруг себя в пространстве особое состояние — магнитное поле. Он нашел, что при движении магнита, от которого магнитное поле изменяется, в находящихся в этом поле проводниках возбуждается электрический ток. Максвелл обратил внимание на то, что верно и обратное: когда в проводниках быстро изменяются токи, в силу чего в пространстве вокруг изменяется электрическое поле, это изменение приводит к возникновению в пространстве магнитных влияний — магнитного поля. В свою очередь изменение магнитного поля приведет, согласно Фарадею, к новому изменению электрического поля. Новое изменение электрического поля вновь вызовет изменение магнитного. И так процесс будет продолжаться, пока не затухнет.

Рис. 25. Схема излучателя электромагнитных волн. К вибратору А, имеющему в Б разрыв, подведено от повышающего трансформатора Т высокое напряжение. В искровом промежутке Б проскакивает искра

Читатель, вероятно, уже почувствовал, что эта картина напоминает некоторый колебательный процесс. Существенный шаг вперед, который сделал Максвелл, как раз и состоит в том, что резкое изменение электрического поля (электрический импульс) он стал рассматривать как источник электромагнитного колебания, которое создает в пространстве электромагнитные волны.