Страница:БСЭ-1 Том 63. Э - Электрофон (1935).pdf/337

Эта страница не была вычитана

Максвелл, односторонне механистическое мировоззрение вступало на путь чистого описания и математического формализма там, где вещество проявляло свою электрическую природу и где выявлялась диалектическая сущность материи. Максвелл ставит своей задачей «точное описание явлений природы независимо от всяких гипотез». Последние были для него только аналогиями. Электромагнитный эфир не мог взаимодействовать с электрически нейтральным веществом. Когда речь зашла об этом взаимодействии, гениальные догадки Фарадея и нек-рых его современников (в особенности Вебера) были принесены в жертву феноменологическому описанию среды. Поле и вещество у Максвелла разорваны, ибо частицы вещества как носители зарядов в ней отсутствуют. Именно поэтому показатель преломления п=УГ^ не зависит от длины волны падающего света, т. е. исключается возможность объяснения дисперсии и абсорбции, путь для которого был указан еще Френелем. Основная идея Френеля заключалась в признании прерывного строения среды, признании частиц, способных взаимодействовать с волной. Открытие аномальной дисперсии (Леру, 1862) заставило наделить эти частицы собственным периодом, т. е. свойством резонировать, откликаться в различной степени на колебания различных периодов. И характерно, что Максвелл, не имея возможности обойти этот вопрос, формально построил по существу механическую теорию дисперсии, исходя из модели упругого эфира. Три года спустя независимо от него такую же теорию дал Зельмейер, исходя из механической модели частиц — резонаторов, вкрапленных в маленькие пустоты сплошного упругого эфира.

Важнейшая черта Э. т. с. — специфичность, немеханичность поля — особенно не нравилась сторонникам механического эфира, стремившимся спасти его какой угодно ценой. Гельмгольц признал токи смещения лишь после работ Г. А. Лоренца, а В. Томсон еще в 1904 писал: «Так называемая электромагйитная теория света до сих пор нам ни в чем не помогла». Механистическое мировоззрение всем ходом развития производительных сил (использование в производстве новых видов превращения энергии), всей логикой научных открытий превратилось из движущего и плодотворного начала в тесную и одностороннюю скорлупу.

В первой половине 19 в. механисты признавали только механический закон сохранения энергии и превращения только двух ее видов — кинетической и потенциальной. Произведения Майера — впоследствии и Гельмгольца — отказывались печатать «Annalen der Physik». Практика опровергла эту узкую позицию, доказав существование иных видов энергии и иных переходов ее из одного вида в другой. Механисты отрицали специфичность новых явлений и выдвинули программу сведения их к механике весомых тел. Это. удавалось на первый взгляд в кинетической теории материи и не удавалось без противоречий и натяжек в учении о свете.

Однако бесплодные попытки построить механическую модель электромагнитного эфира продолжались многие годы и после Максвелла.

Принципиальная несостоятельность этой программы в течение 19 в. раскрывалась все больше и больше. Школа Максвелла стремилась отстоять односторонний механистический материализм, но ее же представители (объективно)подготовили переход к более высокой форме материализма.

Дальнейшее развитие Э. т. с. Сокрушительные удары нанесли механистическому мировоззрению открытия конца 19 в. Катодные и каналовые лучи, рентгеновские лучи, Зеемана явление (см.), фотоэлектрический эффект, излучение электронов нагретыми телами, радиоактивность — вот те основные факты, к-рые выяснили электрическую природу материи и материальность и атомизм (прерывное строение) электричества. Работами Дж. Дж. Томсона, Г. А. Вильсона, Тоунсенда и др. над электрическим разрядом в газах, ионизацией, проводимостью пламени и т. д. было доказано существование свободных отрицательно заряженных и всегда тождественных частиц электричества — электронов (см.). Наряду с давно известными фактами электролиза и открытиями Герца (электрический вибратор, излучающий электромагнитные волны) этим была подготовлена почва для электронной теории (см.) Г. А. Лоренца (1892); вместе с тем эти факты до конца вскрыли ограниченность теории Максвелла. Следуя идеям Вебера, которые были заслонены огромными успехами максвелловской теории поля, Лоренц еще в 1878 вновь предположил, что атомы вещества связаны с зарядами. Но от этого первоначального его высказывания, как и от домаксвелловских воззрений (Вебер, Клаузиус, Риман и др.), новая теория Лоренца отличалась признанием близкодействия зарядов через среду, в к-рой они плавают, — неподвижный эфир. В известной мере можно считать электронную теорию объединяющей взгляды Вебера на прерывное строение электричества и теорию электромагнитного поля Максвелла.

Металлическая проводимость была объяснена Лоренцем наличием в металле кроме зарядов, связанных в молекулах, свободных электронов. С их помощью был раскрыт смысл феноменологической максвелловской постоянной а проводимости, выяснена природа тока проводимости и построена оптика металлов (Лоренц, Друде и др.).

Согласно электронной теории в молекулах диэлектрика находятся частицы обоих электричеств, нейтрализующиеся в отсутствие внешнего поля. При наложении последнего частицы4и  — раздвигаются, молекула поляризуется, ее дипольный момент увеличивается, и наложение полей всех этих диполей в среднем изменяет величину начального поля в е раз. Таким образом здесь раскрывается и смысл постоянной s.

Если внешнее поле меняется со временем, то в диэлектрике помимо тока смещения в эфире будет ток поляризационный, представляющий собою усредненное значение движения зарядов диполей; дополнив ток смещения в эфире, он дает полный максвелловский ток смещения в диэлектрике. Пусть теперь связанные упругой силой частицы, образующие диполь, обладают инерцией (массой).

Такая система имеет собственный период и является аналогом маленького вибратора Герца. С помощью этих вибраторов, или, как их принято называть, осцилляторов, Лоренц (и одновременно с ним из аналогичных соображений Гельмгольц, 1892) дал развернутое электрическое объяснение дисперсии и абсорбции электромагнитных волн. При этом в выводе равноправно участвуют максвелловские ур-ия поля для эфира и т. н. уравнения материи, в к-рых учтено и взаимодействие осцилляторов между собой, выражающее усредненные свойства среды, состоящей из осцилляторов.

В предположении, чтЪ в объеме Я3 (Я — длина волны падающего света) находится еще очень много осцилляторов N, из к-рых каждый обладает массой тп, зарядом е и собственной частотой а>0, Лоренц получает дисперсионную формулу Зельмейера:

n2_1=_^L. 2L^_, 4«2C27n

Я2  — Я2