К вопросу о излучении и распространении света

Размещено на http://www.allbest.ru/

К ВОПРОСУ О ИЗЛУЧЕНИИ И РАСПРОСТРАНЕНИИ СВЕТА

В своей статье я хотел бы рассмотреть некоторые моменты, связанные с излучением и распространением света, а также такие явления, как дисперсия и дифракция.

Для начала разговора приведу выдержку из Википедии, отражающую то, как определяется понятие света в общепринятом на сегодняшний момент смысле: свет звуковой дисперсия дифракция

Свет -- в физической оптике электромагнитное излучение, воспринимаемое человеческим глазом. В качестве коротковолновой границы спектрального диапазона, занимаемого светом, принят участок с длинами волн в вакууме 380--400 нм (750--790 ТГц), а в качестве длинноволновой границы -- участок 760--780 нм (385--395 ТГц).

В широком смысле, используемом вне физической оптики, светом часто называют любое оптическое излучение, то есть такое электромагнитное излучение, длины волн которого лежат в диапазоне с приблизительными границами от единиц нанометров до десятых долей миллиметра. В этом случае в понятие «свет» помимо видимого излучения включаются как инфракрасное, так и ультрафиолетовое излучения.

Раздел физики, в котором изучается свет, носит название оптика.

Свет может рассматриваться либо как электромагнитная волна, скорость распространения в вакууме которой постоянна, либо как поток фотонов -- частиц, обладающих определённой энергией, импульсом, собственным моментом импульса и нулевой массой (или, как говорили ранее, нулевой массой покоя).

Одной из субъективных характеристик света, воспринимаемой человеком в виде осознанного зрительного ощущения, является его цвет, который для монохроматического излучения определяется главным образом частотой света, а для сложного излучения -- его спектральным составом.

Теперь представлю некоторые аспекты своего видения этого вопроса. В своей предыдущей статье [1] я высказал гипотезу о том, как происходит излучение «абсолютно чёрного тела». Дальнейший анализ этого вопроса привёл меня к заключению, что большая часть источников света, а также источников колебаний других видов, будь то звуковые колебания или механические колебания, излучаются таким же образом. А именно, подавляющая часть источников колебаний излучает не гармонический сигнал и не смесь гармонических сигналов, а излучает смесь коротких импульсов различных частот, соответствующего частотного диапазона. Т.е. практически любой излучаемый сигнал, это шумовой спектр либо широкого, либо более узкого диапазона.

Начну рассмотрение этого предположения с более простого и наглядного случая, это механические колебания. Любой пассажир метро сталкивался с тем, что во время движения поезда метро вагон, а вместе с ним и пассажиры совершают импульсные колебания в различные стороны. Проще говоря, людей «качает». Ещё сильней этот эффект сказывается при езде на автомобиле по плохой дороге с ухабами и ямами. Ещё один пример - вибрация корпуса работающего агрегата, допустим пылесоса. Колебания в обоих этих случаях носят негармонический, импульсный характер. Такие механические колебания сопровождают большинство механических процессов. Широкий спектр колебаний, сопровождающий механические процессы во многом связан с тем, что большая часть механических устройств состоит из большого числа деталей связанных друг с другом многочисленными связями (шестерёнки, штоки, оси, втулки и т. д.).

Хорошим примером негармонического, шумового сигнала могут служить морские волны. Каждая отдельно взятая волна на поверхности моря имеет отличную от других волн высоту и протяжённость, т. е. морские волны имеют различную амплитуду волны и различную длину волны. Такие волны имеют ярко выраженную структуру «шумового» сигнала. Есть, конечно, и гармонические механические колебания, как правило, в более простых устройствах, например, колебания качелей, колебания камертона и т. д.

Теперь рассмотрим звуковые колебания. Звук при игре музыканта на трубе на первый взгляд кажется гармоническим. Однако, если музыкант будет дуть просто в мундштук, без присоединённой трубы, будут слышны забавные звуки, более всего напоминающие спектр шумового сигнала. Только после присоединения к мундштуку трубы, звук на выходе из трубы начинает напоминать гармонический сигнал. Труба в этом случае представляет собой акустический резонатор, с одной стороны работающий, как фильтр, выделяющий из широкого шумового спектра узкий диапазон частот, а с другой стороны, работающий, как усилитель этого узкого диапазона частот. Человеческая речь, это ещё один пример преобразования звука из шумового сигнала в звук, напоминающий гармонический сигнал. Формируют этот шумовой сигнал наши «голосовые связки». Горло, полость рта, язык, зубы составляют резонансную камеру. В зависимости от артикуляции этими элементами мы можем воспроизводить звуковые колебания различных диапазонов звуковых частот.

И наконец, обратимся к излучению света. Так называемый «белый свет» есть, не что иное, как «шумовой» сигнал колебаний светового диапазона частот. Белый свет, на мой взгляд, не является смесью гармонических колебаний различных частот, которые можно наблюдать при дисперсии света на призме. Белый свет, это смесь многочисленных коротких световых импульсов. Свои соображения по вопросу дисперсии я изложу чуть позже, а пока выскажу соображения, приведшие меня выводу, что большинство источников волн излучают негармонический сигнал. Хорошим примером, подтверждающим мои умозаключения, является электросварка. При сварке наблюдается белый свет очень быстро и сильно меняющий свою яркость. И это легко объясняется самим процессом сварки, т. е. физическим процессом, во время которого между электродом и «свариваемым» предметом проскакивают электрические разряды, носящие хаотический характер и имеющие различную интенсивность тока. Наличие коротких импульсов хаотически следующих и имеющих различную интенсивность однозначно определяет излучение при сварке, как сигнал светового диапазона «шумового» типа.

Если посмотреть на включенную лампу накаливания, то на первый взгляд, не видно ни каких хаотических импульсов (вспышек) света. Излучение от лампы выглядит весьма равномерным. Такая ситуация легко объяснима большой инерционностью человеческого глаза. Уже при частоте 25 кадров в секунду наш глаз (вместе с мозгом, обрабатывающим сигнал) видит вместо череды отдельных кадров киноленты непрерывное движение на экране. У оптических приборов, вроде фото и видеокамеры инерционность может быть значительно меньше, но всё равно не достаточной для восприятия отдельных световых импульсов при наблюдении источников света. Зато наличие таких импульсов при излучении света легко прослеживается, если рассмотреть физические процессы, происходящие в теле, излучающем свет.

Что происходит в спирали лампы накаливания, при прохождении по ней электрического тока? Электрический ток есть направленное движение свободных электронов в материале проводника. Это почти дословное и общепринятое определение электрического тока. Что же ещё происходит в проводнике при этом процессе? Движущиеся электроны, в процессе своего движения, сталкиваются между собой, а также с атомами материала проводника. При этом выделяется некоторое количество энергии, которая рассеивается из проводника в виде тепла и в виде излучения тех самых коротких импульсов света. Столкновения электронов между собой и с атомами вещества носит хаотический характер, а световая энергия, выделяющаяся в процессе единичного столкновения, зависит от скорости конкретного электрона, т. е. является величиной переменной. На мой взгляд, перечисленные факты однозначно указывают на то, что излучение света происходит большим количеством хаотически следующих коротких световых импульсов с очень высокой частотой следования. Если бы была возможность значительно уменьшить инерционность глаз человека, до значений сопоставимых со временем между соударениями электронов в спирали лампы накаливания, то свет от такой лампы был бы похож для человека на «сверкание» электросварки.

В качестве наглядной аналогии описанных мной процессов приведу ещё один пример из области звуковых колебаний. Если язычок колокольчика редко ударяет по колокольчику, то при этих ударах слышны хорошо различимые, как отдельные, звуковые сигналы (звуковые импульсы). Если трясти колокольчик с большой частотой, то отдельные звуковые сигналы сливаются в одну непрерывную трель узкого звукового спектра.

Почему же в большинстве случаев мы видим излучение света, как равномерное, непрерывное, и нам кажется, что излучается гармонический сигнал. Объяснение этого даёт теорема Котельникова, более подробное объяснение самого процесса я дал в своей статье [1]. Человеческий глаз в этом процессе играет роль фильтра и интегратора отдельных световых импульсов. В результате обработки таким фильтром-интегратором «шумового» светового сигнала мозг воспринимает свет, как непрерывный, равномерный и гармонический.

Теперь мне хотелось бы проанализировать вопрос распространения света, а именно «среды» его распространения. На сегодняшний день общепринятым мнением является утверждение, что для распространения света, не нужно никакой среды. Вакуум при этом рассматривается, как абсолютная пустота, не содержащая никакого вещества.

Я в корне не согласен с таким утверждением. Мне представляется более логичным признание наличия, так называемого «эфира», заполняющего, как вакуум, так и любое другое вещество, будь то газ, жидкость или твёрдое тело. Именно этот эфир и является средой для распространения света, как воздух является одной из сред для распространения звуковых колебаний. Что же представляет собой этот «эфир»? На мой взгляд, это очень маленькие, значительно меньше размеров атома, физические частицы, имеющие очень маленькую массу и достаточно большую скорость хаотического движения. Хорошим кандидатом на роль таких частиц могут служить обычные электроны, но только электроны эти не должны иметь, никакого «заряда». О проблеме наличия у частиц «зарядов» я подробно изложил свои соображения в статье [2].

Вот первый аргумент в защиту «эфира». Ещё более 100 лет назад Л. Физо в своём опыте по измерению скорости света в воде получил результат, говорящий о том, что скорость света в воде значительно меньше, чем скорость света в воздухе. Сам факт этого, как минимум, говорит о том, что различные среды по-разному влияют на скорость распространения света. А если более глубоко взглянуть на это явление, то можно прийти к выводу, что электромагнитная (световая) волна каким-то образом взаимодействует с обычным веществом. Особенно подчеркну слово «с обычным», т. е. незаряженным, т.е. электрически нейтральным веществом. Согласно общепринятому сейчас мнению электромагнитная волна может взаимодействовать только с «заряженными» частицами, и не оказывает никакого воздействия на нейтральное вещество. Однако опыт Л. Физо, так же общепризнанный, опровергает предыдущее утверждение. Прекрасным выходом из этого положения явилось бы признание двух следующих утверждений:

1. «Заряда», как свойства отдельных частиц не существует;

2. Электромагнитные волны, в том числе и свет, распространяются в электрически нейтральной среде - «эфире».

Представлю ещё один аргумент в пользу существования эфира.

Рассмотрим действие одного и того же электромагнита с сердечником и без него. Если поднести к включенному электромагниту без сердечника металлическую пластину, то притяжение пластины к электромагниту будет не очень сильным. Ситуация меняется, если вставить в электромагнит металлический сердечник. В этой ситуации пластина будет притягиваться весьма сильно. В обоих этих случаях энергия, подводимая к электромагниту с помощью электрического тока, будет одинаковая, и это вполне очевидно. Однако силовое воздействие, оказываемое электромагнитом на металлическую пластину в двух опытах различно. Учитывая то, что сам металлический сердечник не может создавать дополнительного магнитного поля, логично предположить, что увеличение силы притяжения связано со свойствами материала сердечника, которые позволяют подводимой к электромагниту энергии преобразоваться в более полном объёме в работу по притягиванию металлической пластины. Этот эффект можно конечно объяснить с позиции классической общепризнанной физики, а именно, с помощью такого свойства среды, как магнитная проницаемость. Вот соответствующая выдержка из Википедии:

Магнитная проницаемость -- физическая величина, коэффициент (зависящий от свойств среды), характеризующий связь между магнитной индукцией и напряжённостью магнитного поля в веществе. Для разных сред этот коэффициент различен, поэтому говорят о магнитной проницаемости конкретной среды (подразумевая её состав, состояние, температуру и т. д.).

Впервые встречается в работе Вернера Сименса «Beitrдge zur Theorie des Elektromagnetismus» («Вклад в теорию электромагнетизма») в 1881 году.

В общем, соотношение между магнитной индукцией и напряженностью магнитного поля через магнитную проницаемость вводится как

Из приведённой формулы видно, что если применить в электромагните сердечник из материала, имеющего более высокое значение магнитной проницаемости, то значение магнитной индукции увеличится во столько же раз при той же напряжённости поля. Всё это конечно так, но приведённая формула и определение такого свойства вещества, как магнитная проницаемость, плохо объясняют физику процесса и глубинный смысл этого физического явления.

У меня есть другое объяснение этому физическому опыту, которое опирается на факт существования эфира. Для начала приведу аналогию опыта с электромагнитом, но только для чисто механического воздействия. Проведём три опыта с мячом. Во всех опытах мы будем ронять мяч на землю с высоты один метр. При касании земли во всех трёх опытах мяч будет иметь одну и ту же кинетическую энергию. Это будет аналог напряжённости магнитного поля в опытах с электромагнитом. Мы будем наблюдать в этих опытах за высотой отскока мяча от земли. Так в первом опыте мы надуем мяч несильно, чтобы давление в мяче равнялось атмосферному давлению снаружи мяча. При этом мяч отскочит от земли невысоко или даже совсем не отскочит. Во втором опыте мы надуем мяч чуть сильнее. В результате этого мяч будет отскакивать от земли значительно выше, почти достигая высоты, с которой его уронили. Т. е. почти сто процентов кинетической энергии мяча преобразовалось в работу по его подскоку против воздействия силы гравитации. В третьем опыте мы накачаем мяч ещё сильнее, до предела прочности его оболочки. И в этом опыте мы заметим, что мяч снова стал отскакивать хуже, чем во втором опыте, но всё же, продолжает отскакивать. Мяч у нас во всех опытах один и тот же, массой закачанного в него газа можно пренебречь, возникает вопрос, почему во всех опытах получен разный результат? Кстати, высота отскока мяча, это аналог величины магнитной индукции в опыте с электромагнитом.

Совершенно очевидно, различный результат в трёх опытах связан с количеством газа, закачанного в мяч или, выражаясь чуть иначе, зависит от плотности газа внутри мяча. Есть здесь ещё один фактор, влияющий на отскок мяча. Если температура газа в мяче более высокая, то он отскакивает ещё лучше, при таком же количестве закачанного в мяч газа. Вывод: плотность и величина внутренней энергии газа внутри мяча изменяют степень преобразования кинетической энергии, падающего мяча в работу по его отскоку от земли. Если сформулировать этот вывод в более обобщённом виде получиться следующее. Увеличение плотности среды и увеличение внутренней энергии частиц, её составляющих уменьшает потери при передаче энергии с помощью этой среды и увеличивает К. П. Д. среды по передаче воздействия посредством этой среды почти до ста процентов. Теперь, если вернуться к опытам с электромагнитом, очевидность наличия «определённой среды» внутри вещества сердечника становиться весьма достоверной, так как очень просто и всесторонне объясняет явления, наблюдаемые в опытах с электромагнитом.

Вот ещё один пример по влиянию плотности среды на степень передачи силового воздействия посредством среды. Предположим, человек стоит перед включенным вентилятором. При этом человек ощущает приятный поток воздуха на своей коже. Объём воздуха набегающий на человека при этом достаточно велик. Теперь предположим, что на человека выливается вода такого же объёма и с той же скоростью. Ощущения человека от такого воздействия среды будут уже ни столь приятные, скорее всего человека просто собьёт с ног.

Признание наличия эфирной среды в материале сердечника, а также в воздухе (ведь притягивание металлической пластины происходит в воздухе, вблизи сердечника электромагнита) полностью согласуется со всеми наблюдаемыми в этом опыте явлениями.

Вот ещё один аргумент в пользу существования «эфира». На Рис.1 изображена летящая ракета.

Внимание следует обратить на пламя, вырывающееся из сопел ракеты. Раскалённый газ, вырывающийся из сопла, в момент выхода из него имеет приблизительно одну скорость по всему поперечному сечению. Исходя из этого, форма пламени должна бы иметь форму усечённого конуса, приблизительно, как на Рис. 2.

Рис.1 (фото взято с сайта www.rulez-t.info)

Однако в реальности газовая струя имеет форму «факела». Объяснение этому факту весьма простое и очевидное. Если представить себе всю газовую струю, состоящей из отдельных тонких струй, что-то наподобие метлы или веника, и рассмотреть, как эти тонкие струи взаимодействуют между собой и с внешним к общей струе воздухом, то получиться следующая картина. Тонкие струи, расположенные по краям общей струи, будут тормозиться о неподвижный, окружающий общую струю воздух. В результате этого они быстрее теряют свою скорость и энергию, поэтому и распространяются от сопла на меньшее расстояние. Тонкие струи, располагающиеся в центре общей струи, имеют приблизительно одинаковые скорости и одинаковое направление своего движения, поэтому практически не тормозятся друг об друга и медленнее теряют свою скорость и энергию. В результате этого они дальше могут распространиться от сопла. Это чисто механический пример. А теперь посмотрим на Рис.3, на котором изображена типовая диаграмма направленности антенны (параболической или типа «волновой канал»). Диаграмма направленности антенны показывает напряжённость электромагнитного поля, создаваемого антенной в зависимости от угла отклонения от нормали антенны. В этом случае ещё более логичной была бы форма диаграммы направленности антенны в виде усечённого конуса, особенно если считать, что электромагнитная волна распространяется не в «среде». Но стоит лишь согласиться с утверждением, что электромагнитная волна распространяется в эфире, т. е. взаимодействует с обычным веществом, как сразу становится обоснованной реальная диаграмма направленности антенны. Ситуация выглядит совершенно аналогично, как и в случае с ракетной струёй из сопла. Частицы среды, участвующие в передаче электромагнитной энергии волны, взаимодействуют с частицами среды, не подвергшихся воздействию электромагнитной волны. Там, где проходит граница между такими частицами среды, частицы, передающие энергию электромагнитной волны теряют энергию волны быстрее, отдавая часть энергии волны соседним частицам, но не участвующим в распространении волны. В центре электромагнитного луча от антенны соседние частицы среды движутся согласованно под воздействием волны и лучше сохраняют энергию этой волны.

Признание существования эфира решает ещё одну проблему света, это так называемый дуализм света, когда свет проявляет себя, то как волна, то как частица. Мне кажется, что свет никак не может выступать в роли частиц - фотонов. Свет, безусловно, есть волновое колебание. Этому есть многочисленные подтверждения. Кроме света в природе наблюдаются ещё звуковые волны и механические волны. Ни одни из видов этих волн, не имеет никакого дуализма. Свет и радиоволны относятся к электромагнитным волнам, однако для радиоволн никакого дуализма так же нет. Такое «искусственное» выпадение света из общих законов для волн мне кажется просто нелепым. Любая частица, это материя. Любая материя, это в первую очередь субстанция, которая имеет массу. И только «частица - фотон» имеет «нулевую» массу. Не слишком ли много допущений для создания парадокса, значительно усложняющего картину физического мира. Ведь и без дуализма света, все его проявления прекрасно объясняются. В тех опытах, где свет якобы проявляет себя, как поток фотонов, легко объясняются в случае признания эфира. Именно частички эфира, передающие световую волну, и взаимодействуют с обычным веществом в точке падения световой волны на вещество, а ни какие не фотоны.

Чаще всего для доказательства существования фотонов приводятся опыт А. Столетова по фотоэффекту и опыт П. Лебедева по обнаружению давления света на материю. Опыт по фотоэффекту я подробно рассмотрел в своей статье [1]. Что касается опыта по наблюдению давления света на материю, то явление это не уникальное. И опять признание эфира легко объясняет результаты этого опыта. Давление на материю оказывают не фотоны, а частицы среды (эфира), возбуждённые энергией световой волны. Вот простой и наглядный пример подобного опыта для механических волн. Морские волны, безусловно, есть механические волны, и они раскачивают лодку, т. е. оказывают на неё давление. Мусор, плавающий в море, волны рано или поздно всегда прибивают к берегу, т. е. тоже оказывают на него давление. Если провести опыт, подобный опыту П. Лебедева, только со звуковой волной, эффект будет таким же. Разумеется, придётся слегка изменить крыльчатку. Лепестки надо несколько увеличить в размере, а вместо чёрного лепестка, поглощающего свет, надо покрыть этот лепесток материалом, поглощающим звук, например, ватой или синтепоном.

Далее рассмотрим ещё одну проблему, связанную с распространением света. С одной стороны, свет распространяется прямолинейно и этому есть многочисленные подтверждения. С другой стороны, у света имеется такое явление, как дифракция, иначе говоря, отклонение от прямолинейного распространения. Это явление, в частности, проявляется как узкая полутень вдоль границы тени от освещённого предмета. Если внимательно проанализировать эти явления света, то можно достаточно легко найти обоснования именно такому поведению света. Прямолинейное распространение света прекрасно объясняется, на мой взгляд, первым законом Ньютона.

Вот выдержка из Википедии:

Ньютон в своей книге «Математические начала натуральной философии» сформулировал первый закон механики в следующем виде:

Всякое тело продолжает удерживаться в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние.

По-моему, электромагнитная волна, как и обычное вещество, движется прямолинейно, так как в процессе своего распространения не испытывает силового воздействия со стороны других тел. Есть конечно небольшой нюанс. Вещество «среды» распространения электромагнитной волны, т. е. эфира при этом не движется прямолинейно в направлении распространения волны, а совершают круговые движение в момент прихода к этой точке фронта волны вблизи точки своего нахождения. Однако, сама волна распространяется именно прямолинейно, так как не испытывает воздействия сторонних сил. Подробнее свои соображения о распространении электромагнитной волны я изложил в своей статье [3].

Теперь, что касается дифракции или огибания светом непрозрачных тел. И здесь, в очередной раз, вопрос с дифракцией легко решается с привлечением эфирной теории. Как себя ведут частички среды вблизи более плотных тел? Логично предположить, что хаотически движущиеся частички среды, соударяясь с более плотным телом, отскакивают от него, теряя при этом значительную часть своей скорости. Таким образом, вблизи плотного тела скапливается большее количество частиц среды, чем в этой среде вдали от плотных тел. Ситуация аналогична образованию вокруг планет атмосферы. Безусловно, уплотнение среды вокруг плотных тел, значительно меньше по толщине, чем атмосфера вокруг планеты, но этого, вполне, достаточно, для рассеяния световой волны, падающей на освещаемое тело. Преломление света на границе сред с различной оптической плотностью есть очевидный и общепринятый факт. Как раз, в рассматриваемом случае, имеет место изменение плотности среды у границы более плотного тела. Правда, нет резкой границы изменения плотности среды, она нарастает постепенно при приближении к более плотному телу. Преломление луча света на этом уплотнении среды и воспринимается, как рассеяние света вдоль границы тени от предмета. Примерную картину этого явления я изобразил на Рис.4.

Рис. 4

Хочу заметить, что происходит, именно преломление света на уплотнении эфира вблизи плотного тела, а не огибание края предмета. Огибание световой волной непрозрачного предмета, а особенно в вакууме, где нет никаких причин для такого поведения света, выглядит достаточно надуманно. В то же время, наличие эфира в вакууме, а также его уплотнение вблизи более плотных тел, полностью объясняет преломление света на таком уплотнении эфира и образование зоны полутени вдоль границы тени предмета на экране. Если отодвигать экран от освещаемого предмета, то нетрудно заметить увеличение зоны полутени. При этом увеличение ширины полутени имеет линейную зависимость от удаления экрана от освещаемого предмета. И это так же вписывается в представление о преломлении, а не огибании света на уплотнённом эфире.

На Рис.5 можно увидеть наличие полутени вдоль границы тени на скафандре космонавта в вакууме и объяснение этому даёт только эфирная теория.

Рис. 5 (фото взято с сайта http://priduman.ru/)

Теперь, по-моему, самое время поговорить о том, почему эфирная теория испытывает такие большие гонения со стороны официальной физики. Рассмотренные мной выше различные проявления световых эффектов очень хорошо объясняются эфирной теорией. Это можно рассматривать, как многочисленные подтверждения существования эфира. В то же самое время один единственный опыт Майкельсона и Морли поставил более чем на 100 лет жирный крест на эфирной теории. Единственный, не в смысле однократно проведённый, а в смысле имеющий один единственный способ обнаружения эфира. К самому опыту у меня нет особых нареканий, но неправильное представление об эфире этих учёных как раз и привело к отрицательным результатам, полученным в этом опыте. В своём опыте Майкельсон и Морли исходили из того, что эфир, это субстанция неизменная, жёстко зафиксированная на одном месте и не взаимодействующая с материальным веществом. Своего рода «Абсолютная система отсчёта». Эта субстанция пронизывает всё пространство и материальные тела. Единственное проявление этой субстанции, это участие в распространении света. С учётом такого представления об эфире их опыт был поставлен совершенно правильно, но дал отрицательный результат, что и послужило поводом к отказу от эфирной теории. И даже то, что до этого опыта большинство учёных признавали наличие эфира, и то, что попытка обнаружения эфира была произведена одним единственным способом, ни смутило научное сообщество. Эфир был похоронен, более того сторонники эфирной теории были преданы анафеме.

Если бы Майкельсон и Морли воспользовались немного другим представлением об эфире, то возможно эфирная теория не была бы столь жестоко растоптана и способствовала более быстрому развитию физики и других научных знаний. Эфир, это не застывшая неуловимая субстанция, а сверхлёгкий газ, состоящий из мельчайших и легчайших частиц (например, как вариант из не имеющих «заряда» электронов). Такой взгляд на эфир высказывал Д. Ф. Менделеев в своей статье [4]. Соответственно и ведёт себя эфир сходно с обычным газом, а именно частички эфира могут перемещаться из области более плотного эфира в зону менее плотного, т. е. такой эфир можно рассматривать, как неподвижный только условно и в небольшом объёме пространства. Такой эфир внутри плотного вещества частично увлекается этим веществом. Как пример можно привести опыт Физо.

Вот соответствующая выдержка из Википедии:

Опыт Физом -- опыт по определению скорости света в движущихся средах (телах), осуществлённый в 1851 Луи Физо. Опыт демонстрирует эффект релятивистского сложения скоростей.

Если -- скорость света в вакууме, а -- показатель преломления, то скорость света в неподвижной среде равна . Если среда двигается относительно лабораторной системы отсчёта, со скоростью , то скорость света будет равна:

где приближённое равенство записано в первом порядке по . В опыте Физо в качестве среды выступала вода, текущая со скоростью 7 м/c.

Первоначально, такая зависимость скорости света V от скорости среды и коэффициента преломления интерпретировалась в рамках классического сложения скоростей. В этом случае результат эксперимента можно объяснить, если считать, что свет частично увлекается средой

,

где -- коэффициент увлечения, а знаки «+» и «-» соответствуют одинаковым и противоположным направлениям распространения света и движения среды. Подобное частичное увлечение было получено в 1818 г.Френелем и в дальнейшем возникало в электронной теории Xенрика Лоренца.

В рамках теории относительности нет необходимости в гипотезе частичного увлечения. Фактически свет полностью «увлекается» средой, а результат опыта Физо свидетельствует о неклассическом (релятивистском) сложении скоростей. Таким образом, опыт сыграл важную роль при построении электродинамики движущихся сред и явился одним из экспериментальных обоснований теории относительности Эйнштейна.

Эта выдержка из Википедии отличный пример, как изначально правильное, объективное видение физических процессов, было заменено, а точнее подтасовано под совершенно ложную, и никак не подтверждённую теорию. Сам Эйнштейн говорил о том, что релятивистские эффекты проявляются при скоростях движения тела, близких к скорости света, а при обычных скоростях эти эффекты не существенны. В данном опыте скорость движения воды 7 м/с. По-моему, эта скорость катастрофически далека от скорости света, поэтому привлечение релятивистского подхода в этом опыте просто абсурдно. Об ошибках СТО (специальной теории относительности) я уже высказывался в статьях [1] и [2].

Ещё более интересное поведение эфира в газе. Если рассмотреть влияние движения газа (ветер) на движение эфира, то приходиться признать его полную неувлекаемость газом. Мне кажется, что плотность эфира в газе значительно меньше, чем плотность эфира в воде. С этим и связано частичное увлечение эфира в воде, и отсутствие увлечения эфира в газе. Однако если рассматривать увлечение эфира в масштабе атмосферы всей планеты, то эфир полностью увлекается атмосферой. И лишь по мере удаления от поверхности планеты степень увлечения будет уменьшаться из-за уменьшения плотности атмосферы и соответствующего уменьшения плотности эфира. В этом случае увлечение эфира атмосферой (по сути, смесью газов) связано не с воздействием отдельных молекул газа на частицы эфира, а с вдавливанием более активными частицами эфира (имеющими большую скорость хаотического движения), расположенными в окружающем космическом пространстве, вокруг атмосферы планеты, более медленных частиц эфира в межмолекулярное пространство газов атмосферы. В более общем смысле картина выглядит следующим образом. Частицы эфира содержатся и в вакууме и в газе и в жидкости и в твёрдых телах, между атомами и молекулами вещества. Однако плотность эфира в веществе и в вакууме не одинакова. Чем плотнее вещество, тем выше плотность эфира в пространстве между частицами вещества. С другой стороны, чем плотнее эфир, тем меньше скорость хаотического движения частиц эфира. Самая высокая скорость частиц эфира в вакууме. Если бы Майкельсон и Морли придерживались такого представления об эфире, то они бы поняли, безрезультатность их опыта вблизи поверхности земли. Лишь на большой высоте от поверхности земли можно было бы рассчитывать на получение положительного результата. Самый оптимальный результат можно получить на околоземной космической станции, но только снаружи станции. Внутри станции результат будет таким же, как и у поверхности земли, из-за увлечения эфира.

Рассмотрим теперь более подробно такое явление, как дифракция света. Вот, что сказано в Википедии по этому вопросу:

Дифрамкция вомлн (лат. diffractus -- буквально разломанный, переломанный, огибание препятствия волнами) -- явление, которое проявляет себя, как отклонение от законов геометрической оптики при распространении волн. Она представляет собой универсальное волновое явление и характеризуется одними и теми же законами при наблюдении волновых полей разной природы.

Дифракция неразрывно связана с явлением интерференции. Более того, само явление дифракции зачастую трактуют, как случай интерференции ограниченных в пространстве волн (интерференция вторичных волн). Общим свойством всех эффектов дифракции является зависимость степени её проявления от соотношения между длиной волны л и размером ширины волнового фронта d, либо непрозрачного экрана на пути его распространения, либо неоднородностей структуры самой волны.

Раз дифракция есть преломление световой волны, предлагаю рассмотреть этот вопрос именно с этой позиции, но только несколько подробнее и несколько шире. Вначале рассмотрим две фотографии Рис. 6а и Рис. 6б. На фото Рис. 6а запечатлён уличный фонарь, сфотографированный через окно. На фото Рис. 6б запечатлён этот же фонарь, но сфотографированный через окно и москитную сетку. Не трудно заметить, что на Рис.6б у фонаря добавились четыре световых луча. Этот эффект как раз и связан с преломлением света. Хочу отметить, что ни каких эффектов, связанных с разложением белого света на спектр на этом снимке, не наблюдается. На Рис.7 я изобразил, как распространяются лучи света от фонаря до глаза наблюдателя.

Рис. 7

Возникает закономерный вопрос, а с чем связано преломление световой волны в ячейках сетки? В рамках эфирной теории у меня есть вполне объективный ответ на этот вопрос.

Рис. 8

При обычном взгляде на сетку, т. е. в реальном масштабе, ни каких объективных причин для преломления световой волны не видно. Если посмотреть на ячейку сетки в масштабе, приближенным к размерам частиц эфира, то картина будет приблизительно такой, как изображено на Рис.8. При реальном масштабе сетка выглядит весьма тонкой, но в сравнении с размерами частиц эфира одна ячейка сетки выглядит уже, как целый тоннель. Поскольку частицы эфира в пространстве ячейки с нескольких сторон защищены от воздействия хаотически движущихся других, соседних частиц эфира элементами сетки, частицы эфира в этом месте уплотнены. В ячейке сетки образуется своеобразная газовая линза, где «газ», это уплотнённый эфир. Безусловно, границы уплотнённой области не чётко очерченные, а размытые. В глубине ячейки плотность эфира наибольшая, ближе к внешним краям ячейки плотность эфира выравнивается до плотности эфира в свободном пространстве, удалённого от более плотных тел. Форма уплотнённой области имеет форму уменьшающей вогнутой линзы. Параллельные лучи света, проходящие через эту «газовую линзу», преломляются, как на веществе с большей оптической плотностью и рассеваются, выходя с другой стороны ячейки сетки. Именно эти рассеянные лучи и видны наблюдателю, как добавившиеся лучики у фонаря. Угол рассеяния не очень велик, поэтому длина добавившихся лучиков не велика. Толщина лучиков убывает по мере удаления от видимого изображения фонаря, так как яркость лучей, преломившихся сильнее меньше. Здесь срабатывает тот же самый эффект, как и в диаграмме направленности антенны. На степень рассеяния оказывает влияние размер ячейки сетки. Чем меньше её размер, тем больше угол рассеяния света. Связано это с тем, что с уменьшением размеров ячейки, увеличивается крутизна границы уплотнённой области и уменьшается фокусное расстояние «газовой линзы». Эта информация нам ещё пригодиться при рассмотрении дифракционной решётки. Ещё раз отмечу, что свет добавившихся лучиков такой же, как и свет фонаря (белый). Ни каких проявлений разложения света по спектру не наблюдается. Это связано с тем, что размеры ячеек значительно больше длин волн видимого света.

Рассмотрим теперь другой опыт. В нём размеры элементов, на которых будет рассеиваться свет, будут значительно ближе к длине волны видимого света. В результате этого уже будут наблюдаться явления разложения рассеянного света в спектр. На Рис.9а и Рис.9б мы снова видим фотографии одного и того же фонаря, только на Рис.9б фонарь сфотографирован, через запотевшее окно. Капельки водяного пара образовали структуру с более мелкими элементами, чем москитная сетка и на фотографии уже заметны цветные вкрапления в свете фонаря, хотя ещё и слабозаметные.

Почему же сходные на первый взгляд опыты имеют несколько отличные результаты? Все рассуждения по поводу уплотнения эфира в ячейках сетки и ячейках между капельками воды, как причины рассеивания света сохраняют свою силу. Что же тогда вызвало разложения света в спектр во втором случае? Я делаю следующий вывод по этому поводу. Во втором опыте к эффекту рассеивания света добавился эффект интерференции света. Что бы эффект интерференции проявился в полной мере, необходимо наличие большого количества вторичных источников волны. Чем больше этих вторичных источников волны, тем больше вероятность, что на каком-либо направлении от области вторичных источников света сложатся условия, когда фазы волн от большого числа (!!!) вторичных источников для одной из длин волн (!!!) станут совпадать и дадут усиление интенсивности света именно для волн этой длинны.

В первом опыте количество вторичных источников волн (ячеек москитной сетки) было небольшим, а из-за больших размеров этих ячеек, рассеяние света имело небольшой угол. При таких условиях не могла сложиться интерференционная картина. Не было условий, что бы для большинства ячеек сетки фазы вторичных волн сложились бы вдоль направления, попадающего в угол рассеивания света. Совпадение фазы вторичных волн для небольшого количества ячеек вдоль какого-то направления и попадание этого направления в угол рассеивания оказывается недостаточно для заметного усиления яркости света для волн какой-то одной длины. С другой стороны, если имеется направление, вдоль которого фазы от большого количества вторичных источников света совпадут и усилятся для какой-то из длин волн, то это направление выпало бы за угол рассеяния света, при имеющихся размерах ячеек сетки.

Во втором опыте количество источников вторичного излучения увеличилось, и угол рассеивания света так же увеличился. При этом начали складываться условия для проявления интерференционной картины. В наилучшей степени проявление дифракции можно наблюдать на дифракционной решётке. В этом случае наблюдается сильное преломление света на какой-то пропускающей или отражающей свет структуре (дифракционной решётке) и количество вторичных источников света (определяется количеством штрихов решётки) достаточно большое.

Я провёл некоторые опыты на такой дифракционной решётке и наблюдал при этом интересные эффекты. Хочу поделиться результатами своих опытов. Установка, на которой я делал свои опыты, изображена на Рис.10.

Рис. 10

В качестве источника света я использовал светодиодный фонарь, излучающий белый свет. В качестве дифракционной решётки, записанный лазерный диск. Экран - обычная белая бумага с нарисованной шкалой. На Рис. 11а, Рис. 11б, Рис. 11в изображены фотоснимки полного спектра, спектра света, прошедшего через сине-зелёный световой фильтр, и спектра света, прошедшего через красный фильтр.

На Рис. 11б и Рис. 11в видно, что спектры синего, зелёного и красного спектра частично перекрывают одни и те же области. Это натолкнуло меня на мысль, что на самом деле спектральная картина формируется не совсем так, как сейчас общепринято.

Рис. 12

Каждая узкая область спектра формируется не светом с определённой длиной волны, а наложением волн нескольких групп вторичных излучателей с близкими значениями длин волн. Суть явления я изобразил на Рис.12.

Во-первых, не для всех вторичных источников света с одной длинной волны найдётся одна единственная точка на экране, где совпадут фазы волн этих источников. Для какой-то части вторичных источников, это будет точка 1, а для какой-то части источников близкорасположенная точка 2.

Во-вторых, в точке 1 совпадут фазы части вторичных источников для длин волны (л зелёные луче на рисунке) и для части вторичных источников для длин волны (л - Д л красные лучи на рисунке). Эти длины волн очень близки по значению, но всё же имеют не одну длину. Однако на экране они попадают в одну и ту же точку, увеличивая яркость данной области спектра. Из этого я делаю вывод, что линейчатые спектры излучения и поглощения некоторых веществ на самом деле отражают не излучение одной частоты или длины волны, а узкого спектра излучений с близкими по значению длинами волн.

Два этих утверждения подтверждает ещё и тот факт, что с увеличением числа штрихов на дифракционной решётке наблюдаемый спектр становиться шире, т. е. появление дополнительных источников вторичного излучения создаёт дополнительные точки, в которых суммируется излучение с совпадающими длинами волн. Хотя по составу представленных частот или длин волн спектр остаётся неизменным при замене дифракционной решётки на другую решётку, с большим числом штрихов.

Что бы проверить в любой точке картины спектра наличие излучения с другими длинами волн, отличными от того, которое даёт окраску экрана, соответствующего длине волны цвета в данной области спектра, я провёл ещё ряд опытов. Для этого я расположил в зоне прохождения лучей от вторичных источников света до экрана тонкий стержень. Вокруг этого стержня, как я уже говорил ранее, имеется небольшая зона уплотненного эфира. На этой зоне, лучи света, идущие от вторичных источников, претерпевают дополнительное преломление и несколько меняют картину наблюдаемого на экране спектра. Фотография такого спектра представлена на Рис.13а и Рис.13б. На фотографиях видно, что вблизи тонкого стержня появляется дополнительное разложение в спектр света от вторичных источников с обеих сторон стержня, и видны цвета спектра не характерные для этой зоны общего спектра. Этот опыт подтверждает, что в любой области спектра, в пределах угла рассеивания света есть излучение всего диапазона длин волн.

Лишь благодаря интерференции возможно наблюдение спектра излучения «белого света». Влияния длины волны излучения на величину отклонения после дифракционной решётки этой волны не наблюдается. Этот важный вывод нам ещё понадобиться при рассмотрении разложения «белого света» в спектр на призме (опыт И. Ньютона) и рассмотрении такого явления как дисперсия.

Вот выдержки из Википедии по вопросу дисперсии:

Диспемрсия свемта (разложение света) -- это явление, обусловленное зависимостью абсолютного показателя преломления вещества от частоты (или длины волны) света (частотная дисперсия), или, то же самое, зависимость фазовой скорости света в веществе от длины волны (или частоты). Экспериментально открыта Ньютоном около 1672 года, хотя теоретически достаточно хорошо объяснена значительно позднее.

Один из самых наглядных примеров дисперсии -- разложение белого света при прохождении его через призму(опыт Ньютона). Сущностью явления дисперсии является различие фазовых скоростей распространения лучей света c различной длиной волны в прозрачном веществе -- оптической среде (тогда как в вакууме скорость света всегда одинакова, независимо от длины волны и, следовательно, цвета). Обычно, чем больше частота световой волны, тем больше показатель преломления среды для неё и тем меньше фазовая скорость волны в среде:

*у света красного цвета фазовая скорость распространения в среде максимальна, а степень преломления -- минимальна,

*у света фиолетового цвета фазовая скорость распространения в среде минимальна, а степень преломления -- максимальна.

На Рис. 14 условно показано разложение «белого света» в спектр на призме (опыт Ньютона).

Рис. 14

Представленные формулировки, на мой взгляд, не соответствуют истине. Я утверждаю, что разложение «белого света» в спектр на призме практически ничем не отличается от его разложения в спектр на дифракционной решётке. Никакой зависимости степени преломления световой волны на призме от значения длины волны нет. И световая волна красного цвета, и световая волна синего цвета преломляются на границе сред совершенно одинаково. Оптический коэффициент преломления у вещества одинаков, для любой длинны волны. Самое очевидное подтверждение этому, это наблюдение тени от плавающего предмета на дне прозрачного водоёма. На Рис.15 представлена картина такого опыта на основе существующей сейчас в общепризнанной физике формулировки.

Рис. 15

С учётом нынешнего определения дисперсии на дне водоёма должна наблюдаться тень от плавающего предмета с цветными полутенями по бокам. Там, где лучи света не встречают препятствия на поверхности, цветных полутеней нет, так как красный луч накладывается на синий от соседней области. А вот на границе тени от предмета появляются красная и синяя полутень. И эта картина в полной мере соответствует определению дисперсии. Разумеется, в реальной жизни никто такой картины не видел, поскольку преломление света не зависит от длины волны.

Что бы окончательно убедиться в своей правоте я провёл ещё один опыт дома в ванной. На Рис.16 и Рис.17 представлены фотографии этого опыта.

Рис. 16

Луч белого света, от светодиодного фонарика, падает на полоску картона. В картоне вырезано прямоугольное окно и в него вставлены впритык друг к другу два светофильтра, красный и синий. Далее световой луч падает на поверхность воды и преломляется на границе воздуха и воды. На дне ванны можно наблюдать красное и синее световое пятно от луча, прошедшего через окошко в картоне. Если бы луч синего цвета преломлялся больше, чем луч красного цвета, то цветные прямоугольники были бы сдвинуты друг относительно друга на некоторое расстояние. Как видно из фотографии такого не происходит. Вывод из этого опыта я уже озвучил ранее.

Рис. 17

Вот ещё одна выдержка из Википедии, из раздела о дисперсии:

Белый свет разлагается в спектр и в результате прохождения через дифракционную решётку или отражения от неё (это не связано с явлением дисперсии, а объясняется природой дифракции). Дифракционный и призматический спектры несколько отличаются: призматический спектр сжат в красной части и растянут в фиолетовой и располагается в порядке убывания длины волны: от красного к фиолетовому; нормальный (дифракционный) спектр -- равномерный во всех областях и располагается в порядке возрастания длин волн: от фиолетового к красному.

Это определение тоже неверное. Я могу обосновать все перечисленные здесь отличия в разложении света в спектр на дифракционной решётке и на призме. В обоих случаях разложение в спектр объясняется дифракцией и интерференцией. Отличие в порядке чередования цветов в спектре на дифракционной решётке и на призме связано с путём прохождения света. Всё пояснят Рис.18 и Рис.19. Белый свет падает на призму в точке 0. На границе сред, воздуха и стекла, свет рассеивается. И красные лучи, и синие лучи проходят и точку 1, и точку 2, где ещё раз преломляются при переходе из стекла в воздух. Угол 1-0-2 есть угол рассеивания белого света в стекле призмы. Окончательный угол рассеивания для белого света 3-1-2-4. В каждой точке этого угла рассеивания присутствуют волны всех длин волн, входящих в структуру белого света.

Рис. 18

Почему же в этом случае лучи красной длины волны сходятся в одной фазе раньше, чем лучи синей длины волны? Дело в том, что путь света между точками 0-1 короче, чем путь света между точками 0-2. Поэтому в точке 1 луч света и красной длины волны, и синей длины волны переходят в воздух чуть раньше, чем в точке 2. Исходя из того, что длинна волны красного цвета больше длины волны синего цвета приблизительно в два раза (~800нм и ~400нм, соответственно), складываются условия, когда красный луч из точки 2 догоняет по фазе луч из точки 1 того же гребня волны красного цвета, что и было в точке 0, до их рассеяния. Синий луч должен бы сделать это раньше красного, но такая точка находиться выше точки 3 по Рис.18, и эта точка лежит за минимальным углом рассеивания света. С попаданием в угол рассеяния синие лучи смогут совпасть по фазе только, когда гребень луча из точки 1 догонит следующий гребень из точки 2, в пересчёте от точки первичного их рассеяния в точке 0. Таким образом и получается, что в спектре от призмы лучи красного цвета проявляются на меньшем угле отклонения, чем синие лучи.

Рис. 19

В случае с дифракционной решёткой фазы вторичных волн на каждой щели совпадают для лучей одного и того же цвета. Поэтому и гребень красного луча из точки 1 догонит следующий или более поздний гребень красного луча из точки 4 позже, чем это сделают лучи синего цвета. Здесь срабатывает принцип, у кого длина волны больше, тот совпадёт по фазе с лучом из другой щели на большем угле отклонения.

Совсем легко объясняется сжатость спектра красного цвета при наблюдении спектра на призме. Область, где красные лучи совпадают по фазе лежит на меньших углах рассеяния белого света, а, следовательно, красные лучи, участвующие в этом, испытывают меньшее преломление на границе сред и занимают поэтому меньший телесный угол. Синие лучи совпадают по фазе на больших углах преломления и их рассеяние в этой области занимает больший телесный угол.

Ещё один вопрос, откуда же берутся вторичные источники излучения в случае разложения на спектр в призме. Мне кажется, что на границе воздух - стекло присутствует структура, напоминающая москитную сетку, как на Рис.8, только вместо узлов сетки, в соответствующих им точках будут находиться молекулы кристаллической решётки стекла. Пространство между ними так же заполнено уплотнённым эфиром, образующим форму не двояковыпуклой, а односторонней линзы, искривлённая сторона которой, расположена со стороны менее плотной среды. Так как линза односторонняя, то её уменьшающая способность меньше, чем у двояковыпуклой линзы. Как следствие, рассеяние света на призме происходит на меньший угол, чем на дифракционной решётке, особенно, чем на решётке с большим количеством штрихов.

В заключении хотелось бы рассмотреть ещё один старинный опыт. Его рисунок изображён на Рис.20.

Рис. 20

Этот опыт должен был доказать, что в составе одного из цветов спектра, выделенного на первой призме, не присутствует свет других длин волн. Для этого его пропускали ещё через одну призму, предварительно выделив его из первого спектра через отверстие в экране. Результат вполне ожидаемый, а вот объяснение этого явления не совсем точное. Почему не удалось разложить выделенный луч с помощью второй призмы ещё раз? Дело в том, что отверстие в экране было сделано слишком маленьким, и создало на выходе вторичную волну, по отношению ко всем лучам спектра (различных цветов), которые присутствуют в любой точке разложения спектра. В этой точке формирования вторичного излучения, условия максимальной амплитуды сигнала выполняются только для лучей того цвета, которые в этой точке имеют совпадение фаз. Для всех других лучей амплитуды от вторичных источников не совпадают по фазе и очень сильно из-за этого ослаблены. В этих условиях вторичный источник в отверстии экрана может сгенерировать лучи только сфазированного цвета. Если отверстие в экране сделать немного больше, но в пределах одного цвета спектра после первой призмы, то после второй призмы можно будет снова наблюдать полный спектр, только значительно ослабленный по интенсивности и очень яркий участок того цвета из зоны которого был выделен сигнал на отверстии в экране.