Техника - молодёжи 2009-04, страница 11
В том же 1905 г., когда двадцатипятилетний Альберт Эйнштейн закладывал фундамент теории относительности, он совершил подлинную революцию в наших взглядах на природу света. Со времени Огюстена Френеля представлялось очевидным, что свет предстааляет собою волны, электромагнитный характер которых был установлен Джемсом Клерком Максвеллом. Все же А.Эйнштейн предположил, что свет существует также и в виде частиц (небольших областей высокой концентрации энергии). Он их назвал «квантами» (или порциями) света, а в настоящее время мы их называем «фотонами». Концепция Эйнштейна натолкнулась на большие трудности, так как она оказалась бессильной объяснить явления интерференции и дифракции света, на которые в основном опирается волновая теория света. Уже тогда А.Эйнштейн поставил следующий вопрос: а нельзя ли считать световые волны очень слабыми, необнаружи-ваемыми из-за того, что они переносят ничтожно малое количество энергии? Поэтому он предложил назвать их «волнами-призраками» и считать, что их роль сводится к переносу фотонов и управлению движением фотонов. Результатом этого управления является распределение фотонов в пространстве, которое воспринимается нами в виде явлений интерференции и дифракции. Примерно через двадцать лет, в 1923—1924 гг. я предположил, что сосуществование волн и частиц, допущенное А.Эйнштейном для света, следует распространить на все известные частицы. Это позволило объяснить существование квантовых состояний атомов, общепринятое после триумфа теории строения атома, разработанной в 1913 г. Нильсом Бором. Концепция была подтверждена открытием явления дифракции электронов на кристачлах (К.Дэвиссон и Л.Джермер. Томсон, Понт, 1927). В 1926-1927 гг. я. опираясь опять же на эту концепцию, пришёл к некоторой теории, которую он назвал «теорией двойного решения» и изложил в статье, опубликованной в июне 1927 г. в «Журначь де физик». Обобщая, в конечном счёте, выдвинутую Эйнштейном концепцию «волны-призрака», теория двойного решения предполагала, что частица представляет собою матую область, в которой содержится большое количество энергии; с математической точки зрения это означает, что частица будет описываться функцией, достигающей в одной области значений аргумента очень большой величины. Такая область является как бы особенностью волны, и волна должна вести, направлять эту особенность так, чтобы вероятность присутствия частицы в некоторой точке в некоторый момент времени соответствовал! бы распределению интенсивности в явлениях интерференции и дифракции, как частиц вещества -электронов, так и частиц энергии - фотонов. «ТМ» № 5, 1965 г. Лтт къторые пекносятгя ..-. ВОЛНАМИ!.. ; -ЧастицыШГТ\ У энергию... <:..■■ ;'-...и управляются ' \ волнлми /// Г' <1 « ОКНО ВО ВСЕЛЕННУЮ РАСШИРЯЕТСЯ... ГИНЗБУРГ Виталий Лазаревич (р. 1916) Нобелевская премия 2003 г. Российский физик-теоретик. Основные труды по распространению радиоволн, астрофизике, происхождению космических лучей, излучению Черенкова-Вавилова, сверхпроводимости, физике плазмы, кристаллооптике и др. Академик АН СССР и РАН. Вплоть до середины XX в. практически вся информация о вселенной приходила к нам только по одному довольно узкому канату — через оптическое «окно прозрачности» в земной атмосфере. А оно оказатось чрезвычайно узким. Дело в том, что атмосфера пропускает только сравнительно небольшой участок из обширного спектра электромагнитных волн — примерно от 0,3 до 10 микрон. Но и из этого участка человеческий глаз чувствителен лишь к волнам, лежащим между 0.4 и 0,8 микрон. Во вселенной же путешествуют и несут информацию о своих источниках электромагнитные волны всех диапазонов. К счастью, помимо оптического «окна», в атмосфере имеется также «радиоокно прозрачности», которое пропускает радиоволны от нескольких миллиметров до десятка метров. Поэтому важнейшим достижением астрономии последнего периода (после 1945 г.) является использование новых, не оптических канатов информации и, в частности, приём космического радиоизлучения, послужившего основанием к созданию особой ветви астрономии - радиоастрономии. Меньше чем за 20 лет радиоастрономия развилась колоссально и сама уже делится на ряд напраатений: метагачакти-ческую и галактическую, солнечную, лунно-планетную и радиолокационную. Земная атмосфера по своей массе и поглощающей способности эквивачентна примерно десятиметровому слою воды. Через такой слой не могут пройти даже весьма жёсткие (коротковолновые) гамма-лучи с длиной волны в миллионные и даже стомиллионные доли микрона. Не проходит через него ни рентгеновы лучи (типичная длина волны — десятитысячная микрона), ни ультрафиолетовые или инфракрасные лучи, не попадающие в пределы оптического «окна прозрачности». Такие волны обычно не могут прийти к Земле из космоса, поскольку они отражаются обратно от ионосферы - самых внешних, сильно разряженных и вместе с тем ионизированных слоев атмосферы, действующих как зеркачо. Таким образом, чтобы создать ультрафиолетовую, инфракрасную рентгеновскую и гамма-астрономию, а также длинноволновую радиоастрономию, нужно выходить за пределы атмосферы. Сейчас, в век спутников и космических ракет, это стало вполне возможных!. Работы в области ракетной и «спутниковой» астрономии уже ведутся, её перспективы многообразны и увлекательны. «ТМ» №12, 1965 г. |
