Часто приходится слышать из разных утюгов, о том как много добилась наука и какие серьезные выводы она способна делать на основе полученных результатов опытов и их дальнейшей трактовки. Один постулат возводился на основу другого, таким образом все строилось. И вроде бы подвергнуть сомнению тут уже нечего - пройденный этап.
Но, чем больше развивалась прикладная наука - дочка науки теоретической, тем больше энтузиастов и исследователей получали необходимые инструменты и материалы, которые становились более доступными. Движимые огромным интересом познания они стали обнаруживать, казалось бы парадоксальные для современно науки вещи: тут тебе и значительно большая скорость распространения гравитации, с откатом от Эйнштейна обратно до Ньютона. Тут тебе и положительные результаты Майкельсона-Морли, которые более 100 лет назад были отрицательными, указывающие на анизотропию пространства. Тут тебе и новые взгляды на работу электрического конденсатора. Куда не капни, одно разочарование. И в этот раз тоже исключений не будет.
Если спросить любого человека, который имеет хотя бы небольшое представление о окружающем мире, что либо о солнечном свете и свете в принципе, вы обнаружите что в ответе, обязательно проскользнет слово "фотон". Фотон - это частица света.
Скорость света, как вам известно еще со школы, величина постоянная. А сам свет - это такие маленькие частички, которые называют фотонами, способные пролететь огромные, космические расстояния, пока не поглотятся другим атомом.
Солнечный свет - это поток фотонов, эдаких частиц, "шариков" которые выпущенные однажды, в результате химической, ядерной. При этом скорость движения фотонов постоянна и равна примерно 300 000 км/сек в вакууме. Она не может быть больше или меньше, а остановка или замедление для фотона как для частицы равносильно смерти.
- Так как никто фотоны на скоростях меньше скорости света пока не обнаружил - разводят руками теоретики.
Но достоверно известно, что скорость света в воде например, значительно ниже чем в вакууме и равна она уже не 300 тыс км/сек, а 227 тыс. Поистине удивительные свойства у фотона. Или недальновидность ученых теоретиков?
Первое предположение, что видимый свет является потоком частичек, принадлежит Ибн аль-Хайсаму, (известному в Европе как Альхазем) описанное в его работе "книга оптики".
Ибн аль Хайсам (Альхазем) и иллюстрация к обложке его "книги оптики"
Каким образом были сделаны данные выводы, не известно. Но, в физике обычно все подтверждается и проверяется на экспериментах или наблюдаемых явлениях природы. Концепция "световой частицы" к сожалению не могла объяснить, такие явления как рефракция, дифракция света и многое другое. Была предложена"волновая теория света".
Фотон, не только удивительная но и странная частица, местами противоречивая - она не имеет массу, но имеет импульс! То есть, если такими частичками лупить в световой парус, то последний будет получать ускорение. Фотон умеет переносить энергию через частотную составляющую. Чем выше частота фотона, тем большую энергию он переносит (Е=hv; где h-постоянная планка, v- частота). Соответственно фотоны, могут иметь совсем разную частоту и длину волны. Но, почему-то в радиотехнике где речь идет, о частотах до Терагерцового порядка и выше, ученые обходятся понятиями волн и только для видимого спектра фотон оказался крайне необходим. Хотя, внятных свидетельств наличия импульса у фотона так и не обнаружили, кроме радиометрических опытов Лебедева, да и парусов световых в космосе, на световой тяге пока что-то не летает. Зато скорость распространения света остается постоянной и непоколебимой. Но, даже этот постулат, изрядно пошатнувшийся аргументами Минковского за "Аномалию Пионеров", становиться мутным, когда речь заходит о опыте Басова.
Расписывать историю образования концепций думаю не имеет смысла, которую вы сами можете прочесть в этой статье википедии. И хотя сделано не мало, сегодня по прежнему остаются открытыми очень многие вопросы, касающихся природы света.
Что такое свет? Это частицы или волны?
И на мой взгляд Опыт Томаса Юнга поставил точку в этом вопросе еще 200 лет назад. И окончательно подтвердил, что свет как и любое другое электромагнитное излучение, есть нечто иное как волны. И сегодня, а возможно даже и в будущем, вполне будет достаточно работать в теории различных поляризационных свойств электромагнитных волн, продольных, объемных и это будет куда справедливей, чем придумывать различную сказочную ахинею для свойств частицы, которая сегодня воцарилась в науке и более того, поощряется как рублем, славой так и признанием верховного научного патриаршества.
Если вы не знакомы с опытом Юнга, рекомендую просмотреть мультфильм ниже
Для постановки эксперимента нужно было обозначить источник света позиционно, для чего свет пропускается предварительно через одну щель экрана. Свет выходящий из одной щели рассеивается и попадает на две другие щели, которые расположены в следующем экране на некотором расстоянии от первого. После прохождения двух щелей свет падает на последний "глухой экран", на котором должны были отпечататься две размытые линии согласно явлению рассеивания света и с учетом первоначальных взглядов что свет это частица. Но, картинка полученная на глухом экране выглядела иначе.
Результаты опыта Юнга показали, свет - это волны. Только волны способны взаимодействовать таким образом (интерферировать) и оставлять гораздо больше делений на глухом экране чем количество щелей. Даже Максвелл поддержал это и сделал предположение что свет это электромагнитная волна. А после Генрих Герц подтвердил это экспериментально, обнаружив электромагнитные волны. Но потом что-то пошло не так. Нужно было определить энергию, которую способна переносить волна согласно ее параметрам амплитуды и частоты.
По теории Максвелла передача энергии зависела от интенсивности, а не от частоты. Но на практике были неоднозначные результаты.
К примеру, некоторые химические реакции, инициировались при облучении светом. И изменение его характеристик (интенсивности и частоты) выявило, что данные типы реакции инициировались и завершались по изменению фактора частоты в определенном коридоре, но никак не интенсивности. Дальнейшее изменение представлений о свете привели к тому, что пришлось принять условие, будь-то энергия световой волны излучается порциями "квантами" величина которых HV (согласно формуле Планка E=hv, где h-постоянная Планка, v - частота). А дальнейшее изучение показало, что кванты обладают импульсом, а импульсом могут обладать только частицы. С чего начали, к тому и вернулись - к фотонам!
Но позвольте, если энергия которую переносит фотон зависит только от частоты, то какова длинна фотона? Ведь должны же быть абы какие пространственные размеры у частицы? Длина, ширина, высота! Не может же частица, не иметь геометрических размеров или пространственных границ своего существования?
Представим , если фиксированная порция энергии (квант), зависит только от частоты умноженной на постоянную Планка (Е=hv), то чем больше энергии фотон переносит, тем больше его длинна. Но, это оказалось далеко не так.
Так как уже было экспериментально известно, что свет летит порциями и только порциями (квантами, фотонами) интерферирует или взаимодействует как между собой так и с материей (фотоэффект), было решено вычислить его длину базируясь на про опыте Юнга, на явлении интерференции.
Имея на вооружении лазеры, способные "нарезать" сплошную волну определенного спектра в порции и далее эти порции интерферировать по методу Юнга, таким образом можно было бы определить длину фотона для отдельного спектра. К примеру рубиновый лазер выпускает свет с длиной волны 694.3 нанометра или 431.79 Тера Герц, но нарезает ее порциями, скажем кГц диапазона. Таким образом по интервалу длины "нарезки" и их возможности к интерференции, можно определить длину фотона, из следующей логики: 1) интерференция возможна = идут цельные кванты, 2) интерференция невозможна = идут непорциальные кванты - обрубки. Далее через скорость света и частоту высчитать длину отрезка, при которой интерференция была возможна и вуаля! Длинна фотона в кармане!
Но и тут физиков поджидали неожиданности.
"Лоренц обращал внимание на то, что для зеленой линии ртути (спектр), при разности хода в два миллиона длин волн, интерференция еще возможна. То есть, длинна фотона должна составлять не менее 1 метра. И это далеко не предел. При ширине спектра зеленого света узкополосного лазера в 15 кГц, эквивалентная величина когерентности, при которой, интерференция еще возможна - это 3 километра. А вот другая крайность: у фемтосекундного лазера, при длительности импульса в 100 фемтосекунд, длина импульса составляет 30 микрон. А фотоны здесь, вроде бы те же самые, из зеленой области. Так какова же их длинна, если она то не меньше трех километров, то не больше тридцати микрон? Молчит наука!" Гришаев Андрей Альбертович
Из всего выше сказанного ясно только одно - сегодня, 21 веке, мы понятия не имеем что такое свет, какова его природа и скорость.
- Нет, ну скорость та мы знаем, вы сами ее привели в своей статье! Она предельна, постоянна и не может быть больше скорости в 299 792,458 км/сек
- Вы уверены? Хм...
Так называемый "опыт Басова" ставился в 1966 году в СССР, Басовым Н.Г. на рубиновом лазере и как это часто бывает, исследователь искал одно, а нашел совершенно иное.
Басов Николай Геннадиевич
Опыт заключался в попытке реализации сжатия гребня импульса волны выпускаемого лазером, придания ему более крутой вертикальной формы, типа ступеньки, с целью получения большей энергии выделяемой рубиновым стержнем лазера.
Как показано на схеме ниже, установка состояла из рубинового лазера, который возбуждался лампами накачки вокруг рубинового стержня, далее луч делился на две части разделительным зеркалом, одна часть которого шла в канал осциллографа (фотодетектор№2), другая в рубиновый усилитель, который располагался на удалении в 2.5 м от источника луча и далее через детектор (фотодетектор№1) аналогично попадал в осциллограф в виде фототока.
В первом (верхнем) случае, система была откалибрована таким образом, что при запуске лазера усилитель был выключен, а на осциллографе оба пика фототока слегка смещались на одну отметку.
Далее, запускались лампы усилителя, и теперь уже на осциллографе четко фиксировалось опережение пика фототока красного канала (№1) на целых 9 нано секунд.
Удивительное в этом следующее: если даже представить что квант света был МГНОВЕННО переброшен только на участке усилителя, разница должна была составить 1.6 наносекунд.
Результаты опыта Басова, внятно и без всяких сомнений демонстрируют, что наши представления о свете, как о фотонах летящих со скоростью света, являются в корне неверными и задача по сей день требует пересмотра очень многих теорий строящихся на этом постулате.
С уважением tesla
ссылка на оригинал статьи в разделе "обман науки"