Юнг (Янг) (Young) Томас (1773-1829), английский ученый, один из основоположников волновой теории света



жүктеу 47.76 Kb.
Дата12.05.2019
өлшемі47.76 Kb.

ЮНГ (Янг) (Young) Томас (1773-1829), английский ученый, один из осно­воположников волновой теории света. Сформулировал принцип интерферен­ции (1801), высказал идею о поперечности световых волн (1817). Объяснил аккомодацию глаза, разработал теорию цветного зрения. Ввел характеристи­ку упругости (модуль Юнга). Труды по акустике, астрономии, расшифровке египетских иероглифов.

Человек ярких дарований

Хотя принцип Гюйгенса и позволил качественно понять, почему и как про­исходят отступления от предписаний геометрической оптики, многие коли­чественные детали явлений дифракции (т.е. огибания светом непрозрачных тел) оставались еще необъясненными. Ответов на многочисленные оставав­шиеся здесь вопросы не было до того времени, когда появились замечатель­ные исследования Юнга и Френеля.

Англичанин Томас Юнг был необычайно яркой личностью. Вот отрывок из его биографии, написанной Араго: «Двух лет уже умел бегло читать... отличал­ся необыкновенной памятью, так что в четыре года знал наизусть значитель­ное число английских авторов и даже несколько латинских поэм, хотя и не по­нимал еще латинского языка... От девяти до четырнадцати лет, изучая в школе древних классиков и занимая постоянно первое место в классе, он успел в то же время выучиться по-французски, по-итальянски, по-еврейски, по-персидс­ки и по-арабски. Французским и итальянским языком он начал заниматься, чтобы удовлетворить любопытство своего приятеля, который имел несколько книг, напечатанных в Париже и желал узнать их содержание; еврейским, что­бы читать Библию в подлиннике; персидским и арабским, чтобы решить воп­рос, возникший однажды во время рекреации: есть ли между восточными язы­ками такая же разница, как между европейскими... В то же время он имел страсть к ботанике... и предпринял попытку сам устроить микроскоп... Приобрел для этой цели ловкость в искусстве точения, но пришел было в смущение, встре­тив в алгебраических формулах оптики непонятные символы... Не желая, од­нако, отказаться от наблюдения в увеличенном виде пестиков и тычинок, на­шел более простым выучиться дифференциальному счислению, чтобы понять несчастную формулу, чем послать в соседний город купить микроскоп... Зани­маясь медициной в Эдинбурге, он в короткое время достиг того, что мог состя­заться в ловкости с известным акробатом; в Геттингене, где оставался девять месяцев, приобрел замечательное умение вольтижировать на лошади» (и даже, можно добавить, выступал в знаменитом цирке Франкони). «Я уверен, — заме­чает Араго, — что из всех музыкальных инструментов не найдется двух, на ко­торых бы Юнг не умел играть». «Гений Юнга оставил след в истории самых разнообразных отраслей человеческого знания. Творец учения об интерферен­ции лучей, он основатель современной теории света как волнообразного дви­жения; его пытливость одинаково привлекали чудеса светового луча, трудные вопросы физиологии зрения, как и тайны египетских иероглифов, которых он был проницательным истолкователем».

Вклад в оптику

Юнг учился в Лондонском, Эдинбургском и Геттингенском университетах. Его основные научные достижения относятся к оптике. Он разделял мнение, что свет — распространение продольных колебаний во всепроникающей сре­де, эфире. В частности, Юнг писал в 1801 г.: «Светоносный эфир, в высокой степени разреженный и упругий, заполняет вакуум. Колебательные движе­ния возбуждаются в этом эфире каждый раз, как тело начинает светиться». Когда Юнг обратился к оптике, уже существовал принцип Гюйгенса, кото­рый позволил качественно понять, почему и как происходят отступления от предписаний геометрической оптики. Однако, многие количественные дета­ли явлений дифракции, т.е. огибания светом препятствий, оставались еще необъяснимыми. На основе этого принципа еще нельзя было ответить на воп­рос, как будет выглядеть картина на экране, если на пути света имеются те или иные «оптические неоднородности». Ответ на такой вопрос впервые пред­лагался именно в исследованиях Юнга.

Им был сформулирован «простой и общий закон», представляющий собой принципиально новый шаг в оптике: «Везде, где две части одного и того же света попадают в глаз различными путями, либо точно, либо весьма близко по направлению, свет становится более сильным там, где разность путей есть целое кратное длины волны; и наименее сильным в промежуточных состоя­ниях интерферирующих частей; и эта длина различна для света различных цветов». В этом отрывке впервые появился термин «интерференция», т. е. усиление или ослабление волн при их наложении. В той его части, где говорится о двух частях «одного и того же света, в нем содержится и указание на способ измерения длины световой волны.

Но Юнг не ограничивается этими блистательными открытиями. Он, до­полнив принцип Гюйгенса идеей об интерференции, указал в 1803 г. новый подход к количественному описанию дифракции. Юнгом же была развита и теория интерференции в тонких пленках. В процитированном выше «про­стом и общем» законе Юнга обращают на себя внимание слова о «двух час­тях одного и того же света». Теперь об этом говорят как о когерентности. Две волны (и не только световые), накладываясь одна на другую, могут создавать стабильную, т.е. не меняющуюся со временем, отчетливую картину их взаим­ного усиления или ослабления только при условии, что близки их амплиту­ды (т. е. размах колебаний) и разность хода постоянна. Чтобы наблюдать ин­терференцию, нужны когерентные волны, а для их получения нужны особые установки, которые как бы «расщепляли» на части свет, идущий от одного источника. Упомянем лишь об одном эффектном опыте, где это осуществля­ется — о знаменитом опыте Юнга. Пучок параллельных лучей падает в этом опыте на непрозрачную ширму, в которой проделано маленькое отверстие. За первой ширмой помещается вторая, в которой есть два отверстия. Если рассматривать все это с позиций геометрической оптики, то на экран, нахо­дящийся за второй ширмой, свет вообще не мог бы попасть. Но в действи­тельности он туда попадает и образует картину, которая находит естествен­ное объяснение в волновой теории: отверстие в первой ширме можно рас­сматривать как центр, от которого расходится сферическая волна, никогда она достигает отверстий во второй ширме, они становятся центрами распростра­нения двух новых сферических волн; поскольку, говоря словами Юнга, эти две волны — «...две части одного и того же света...» — их наложение и дает на экране интерференционную картину. Было придумано множество и других способов наблюдать интерференцию света: установки с двойными призма­ми, с разрезанными линзами, с составленными под углом зеркалами и т.д. Во всех таких установках свет сначала разделялся на два пучка, которые затем накладывались друг на друга, распространяясь в близких направлениях. Ин­терференция — одно из ярчайших проявлений волновых свойств, и потому ей принадлежит такое важное место в выяснении физической природы све­та. Юнг не только объяснил физическую природу этого явления, дал правиль­ное истолкование колец Ньютона, но и получил первые оценки для длин све­товых волн. Его внимание привлекала также физиологическая оптика. Он первым выдвинул предположение, что свет и лучистое тепло имеют одина­ковую физическую природу и что световые волны — поперечные. Разносто­ронность Юнга проявилась и в его научных трудах. Он занимался акустикой, теорией теплоты, математикой, астрономией, геофизикой, физиологией и филологией. «Модуль Юнга» - одна из важнейших величин d теории упру­гости — известен всем физикам и инженерам.



Об интерференции света и ее проявлениях В. И. Григорьев
Каталог: info -> text
text -> Патон борис Евгеньевич (1918), советский и украинский ученый в области материаловедения и электросварки
text -> Гейзенберг (Хайзенберг) (Heisenberg) Вернер (1901-1976), немецкий физик-теоретик, один из создателей квантовой механики
text -> Галилей (Galilei) Галилею (1564-1642), итальянский ученый, один из основателей точного естествознания
text -> Кавендиш (Cavendish) Генри (1731-1810), английский физик и химик
text -> Томсон (Thomson) Джозеф Джон (1856-1940), английский физик, основатель научной школы, член
text -> Жуковский николай Егорович (1847-1921), российский ученый, основоположник современной аэродинамики, член-корреспондент ран
text -> Лагранж (Lagrange) Жозеф Луи (1736-1813), французский математик и механик, иностранный почетный член Петербургской ан (1776)
text -> Гук (Хук) (Нооkе) Роберт (1635-1703), английский естествоиспытатель, разносторонний ученый и экспериментатор, архитектор


Достарыңызбен бөлісу:


©kzref.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет