Еще в XVII веке ученые могли объяснить целый ряд необычайных свойств света, только предположив, что он распространяется в виде волн, или колебаний. До этого уже с полной достоверностью было установлено, что звук распространяется в воздухе и в твердых телах в виде колебаний, или звуковых волн.Дальше на сайте мы будем часто встречаться с этой новой формой распространения и передачи энергии; поэтому нам необходимо несколько задержаться и подробнее рассмотреть эту, пожалуй самую важную, основу телевидения. Сначала вспомним, что такое волны и так называемое волновое движение.Самый простой вид волнового движения — это волны на поверхности воды. Опишем наиболее характерные особенности этого движения и установим некоторые термины, которыми нам придется пользоваться в дальнейшем.Бросим на середину гладкой поверхности пруда камень. Под его давлением вода сначала вытеснится в стороны и вверх, пропустит камень вглубь себя, а затем снова сомкнется над ним.Тотчас же от того места, куда упал камень, постепенно расширяющимися кругами побегут во все стороны волны. И если на далеком расстоянии от этого места в воде плавает щепка, то, добежав до нее, волны начнут ее раскачивать. Таким путем часть энергии упавшего в воду камня при помощи волн передалась щепке.Расстояние от гребня одной волны до гребня другой, или от впадины до впадины, мы называем длиной волны. Число полных волн, проходящих мимо какой-либо неподвижной точки в секунду, называется частотой колебаний . Легко найти скорость движения волн. Для этого надо длину волны умножить на число волн, проходящих в секунду мимо данной точки. Так, например, если расстояние между гребнями волн равняется 10 сантиметрам, а число волн, проходящих в секунду, равно 30, то скорость движения, или, как говорят, распространения, волн равна 30X10=300 сантиметрам в секунду.Эти термины применяются и для всех других видов волнового движения.Вы, вероятно, сами замечали, что поверхность большой морской волны никогда не бывает ровной и гладкой, а, в свою очередь, состоит из нескольких волн меньшей величины и колеблющихся с другой, более высокой частотой. Нам редко приходится над этим задумываться только потому, что много раз всё это мы видели, достаточно к этому привыкли и трудно убедить нас в чем-либо противном. Однако на самом деле это, казалось бы, хорошо знакомое и до предела ясное явление оказывается весьма сложным.Например, нам кажется, что после падения камня вода в пруду с большой скоростью устремляется во все стороны от центра возмущения. Однако вода це затопляет берегов и не оставляет глубокой ямы в том месте, куда мы бросили камень. Плавающие на поверхности воды, по пути распространения волн, щепки не устремляются к берегу вслед за волнами, а попросту начинают качаться на одном и том же месте — вверх и вниз. Волны движутся, а вода остается на месте и в горизонтальном движении волн во все стороны не участвует. Такие же волны можно возбудить в длинной веревке, если держащий ее за конец человек взмахнет рукой вверх и вниз. Тотчас же по веревке побежит волна, хотя ни один кусочек ее материала при этом не сдвинется ни на сантиметр в сторону движения волны .Энергия колебания передается в длину потому, что в нашем примере с водой сначала начинает колебаться вверх и вниз одна группа частиц воды, затем — соседние с ними частицы и т. д. Волны будут зарождаться и уходить вдаль, до тех пор пока энергия брошенного камня не израсходуется целиком.Если мы примем это объяснение волнового процесса, то должны будем сделать и следующий весьма важный вывод: для того чтобы волны могли распространяться, должна существовать материальная среда, которую можно привести в колебание. Возьмем к примеру звук, который достигает наших ушей тоже в виде волнового движения воздуха.Стоит удалить воздух, и мы ничего не услышим. Среда,в которой распространялись звуковые волны, исчезла.Здесь как будто все более или менее ясно.Перейдем к свету. Конечно, волны на воде или в воздухе и световые волны — это не одно и то же. Если свет распространяется в виде волн, то точно так же должна существовать и среда, которая могла бы колебаться. На первый взгляд это кажется понятным и не вызывает сомнений в тех случаях, когда свет распространяется в воздухе, стекле или воде. Но что мы можем сказать относительно распространения света в вакууме — безвоздушном пространстве, например между звездами или между нашей Землей и Солнцем? Ведь здесь отсутствуют частицы воздуха, стекла, воды и т. п.Как же тогда свет распространяется в пустоте? И ученые сначала предположили, что существует прозрачное, эластичное, бесцветное, невесомое вещество, которое пронизывает все другие вещества и заполняет все «пустое» пространство вселенной, — так называемый эфир.«Изобретение» эфира помогло объяснить, как распространяется свет и что именно «волнуется» и колеблется в его луче.Эта теория первое время столь удовлетворительно объясняла все непонятные явления в области распространения света, что ученые в течение нескольких веков вынуждены были сохранять ее. И только в XX веке после большого числа новых открытий, которые на этот раз не могли быть удовлетворительно объяснены существованием прозрачного, эластичного, бесцветного вещества, ученые отказались от теории эфира, сохраняя, однако, понятие о наличии некоей материальной физической среды, в которой и распространяются световые волны.Излучение и поглощение света носят прерывистый характер.В одно и то же время свет ведет себя и как волна и как поток мельчайших частиц материи. Излучение света происходит не непрерывным потоком, а как бы отдельными порциями, которые называются квантами света или фотонами.Излучается и поглощается свет как частица, а распространяется, отражается и преломляется как волна.Исходя из изложенного выше, мы вправе считать, что свет, то-есть электромагнитные колебания, является одной из форм материи, обладающей одновременно и свойствами частиц и свойствами волн.В вакууме световые волны распространяются с постоянной скоростью, равной 300 тысячам километров в секунду. Следовательно, даже при такой громадной скорости процесс передачи световых колебаний не мгновенный, а постепенный. Это лишний раз доказывает, что в течение некоторого времени, до того как волны от источника света достигнут места назначения, свет существует и распространяется в какой-то материальной физической среде.Когда свет переходит из воздуха в другое прозрачное вещество, то скорость его распространения уменьшается, гели это вещество, как, например, стекло, имеет большую плотность, чем воздух.Если световая волна падает на поверхность стекла под любым углом, кроме прямого, часть волны, которая уже пошла в стекло, замедляет скорость своего движения, в то время как остальная ее часть продолжает двигаться с прежней скоростью. В результате такого торможения одного участка волны весь ее фронт повертывается в сторону этого торможения точно так же, как поворачивается шеренга пионеров, под углом пересекающих дорогу, когда один ее фланг идет полным шагом по плотному покрытию дороги, а другой сходит на рыхлую почву .Можно отшлифовать стекло таким образом, что лучи света, попавшие в него из воздуха, изменят направление движения и по выходе из стекла соберутся все в одной точке. Таким стеклом и является обыкновенная линза .Следовательно, используя особенности стекол и других прозрачных тел, мы можем управлять ходом лучей света: изменять их направление, собирать лучи в одну точку или, наоборот, рассеивать их.Этим же путем объектив фотоаппарата изгибает лучи, идущие от снимаемого предмета, и фокусирует их в виде уменьшенного изображения на чувствительной к свету пластинке, а прозрачный двояковыпуклый хрусталик глаза проектирует его на чувствительной к свету сетчатке глаза.
м часто встречаться с этой новой формой распространения и передачи энергии; поэтому нам необходимо несколько задержаться и подробнее рассмотреть эту, пожалуй самую важную, основу телевидения.
шой морской волны никогда не бывает ровной и гладкой, а, в свою очередь, состоит из нескольких волн меньшей величины и колеблющихся с другой, более высокой частотой. Нам редко приходится над этим задумываться только потому, что много раз всё это мы видели, достаточно к этому привыкли и трудно убедить нас в чем-либо противном. Однако на самом деле это, казалось бы, хорошо знакомое и до предела ясное явление оказывается весьма сложным.Например, нам кажется, что после падения камня вода в пруду с большой скоростью устремляется во все стороны от центра возмущения. Однако вода це затопляет берегов и не оставляет глубокой ямы в том месте, куда мы бросили камень. Плавающие на поверхности воды, по пути распространения волн, щепки не устремляются к берегу вслед за волнами, а попросту начинают качаться на одном и том же месте — вверх и вниз. Волны движутся, а вода остается на месте и в горизонтальном движении волн во все стороны не участвует. Такие же волны можно возбудить в длинной веревке, если держащий ее за конец человек взмахнет рукой вверх и вниз. Тотчас же по веревке побежит волна, хотя ни один кусочек ее материала при этом не сдвинется ни на сантиметр в сторону движения волны .Энергия колебания передается в длину потому, что в нашем примере с водой сначала начинает колебаться вверх и вниз одна группа частиц в
оды, затем — соседние с ними частицы и т. д. Волны будут зарождаться и уходить вдаль, до тех пор пока энергия брошенного камня не израсходуется целиком.Если мы примем это объяснение волнового процесса, то должны будем сделать и следующий весьма важный вывод: для того чтобы волны могли распространяться, должна существовать материальная среда, которую можно привести в колебание. Возьмем к примеру звук, который достигает наших ушей тоже в виде волнового движения воздуха.Стоит удалить воздух, и мы ничего не услышим. Среда,в которой распространялись звуковые волны, исчезла.Здесь как будто все более или менее ясно.Перейдем к свету. Конечно, волны на воде или в воздухе и световые волны — это не одно и то же. Если свет распространяется в виде волн, то точно так же должна существовать и среда, которая могла бы колебаться. На первый взгляд это кажется понятным и не вызывает сомнений в тех случаях, когда свет распространяется в воздухе, стекле или воде. Но что мы можем сказать относительно распространения света в вакууме — безвоздушном пространстве, например между звездами или между нашей Землей и Солнцем? Ведь здесь отсутствуют частицы воздуха, стекла, воды и т. п.Как же тогда свет распространяется в пустоте? И ученые сначала предположили, что существует прозрачное, эластичное, бесцветное, невесомое вещество, которое пронизывает все другие вещества и заполняет все «пустое» пространство вселенной, — так называемый эфир.«Изобретение» эфира помогло объяснить, как распространяется свет и что именно «волнуется» и колеблется в его луче.Эта теория первое время столь удовлетворительно объясняла все непонятные явления в области распространения света, что ученые в течение нескольких веков вынуждены были сохранять ее. И только в XX веке после большого числа новых открытий, которые на этот раз не могли быть удовлетворительно объяснены существованием прозрачного, эластичного, бесцветного вещества, ученые отказались от теории эфира, сохраняя, однако, понятие о наличии некоей материальной физической среды, в которой и распространяются световые волны.Излучение и поглощение света носят прерывистый характер.В одно и то же время свет ведет себя и как волна и как поток мельчайших частиц материи. Излучение света происходит не непрерывным потоком, а как бы отдельными порциями, которые называются квантами света или фотонами.Излучается и поглощается свет как частица, а распространяется, отражается и преломляется как волна.Исходя из изложенного выше, мы вправе считать, что свет, то-есть электромагнитные колеб
ания, является одной из форм материи, обладающей одновременно и свойствами частиц и свойствами волн.В вакууме световые волны распространяются с постоянной скоростью, равной 300 тысячам километров в секунду. Следовательно, даже при такой громадной скорости процесс передачи световых колебаний не мгновенный, а постепенный. Это лишний раз доказывает, что в течение некоторого времени, до того как волны от источника света достигнут места назначения, свет существует и распространяется в какой-то материальной физической среде.Когда свет переходит из воздуха в другое прозрачное вещество, то скорость его распространения уменьшается, гели это вещество, как, например, стекло, имеет большую плотность, чем воздух.Если световая волна падает на поверхность стекла под любым углом, кроме прямого, часть волны, которая уже пошла в стекло, замедляет скорость своего движения, в то время как остальная ее часть продолжает двигаться с