История лазера. Научное издание
Шрифт:
Р РёСЃ. 21. Гравитационная линза. Свет, приходящий РѕС‚ далекого объекта (квазар РЅР° СЂРёСЃСѓРЅРєРµ), искривляется сильными гравитационными полями вблизи галактики или черной дыры. Наблюдатель РЅР° Земле, продолжая лучи, которые РїСЂРёС…РѕРґСЏС‚ Рє нему, воссоздает РґРІР° изображения объекта, как показано РЅР° СЂРёСЃСѓРЅРєРµ. Если объект, наблюдатель Рё галактика расположены совершенным образом, то РІСЃСЏ система обладает аксиальной симметрией Рё изображения представляются РєСЂСѓРіРѕРј СЃ объектом РІ его центре (РєСЂСѓРі Рйнштейна)
Р’ течение 19211923 РіРі. Рйнштейн совершил путешествия РїРѕ РЎРЁРђ, Европе Рё РђР·РёРё. Вайтцман убеждал его присоединиться Рє сионистскому движению. Р’ 1921 Рі. РѕРЅ получил Нобелевскую премию РїРѕ физике, РЅРѕ РЅРµ Р·Р° теорию относительности, Р° Р·Р° его служение теоретической физике, Рё особенно Р·Р° открытие закона фотоэлектрического эффекта. Р’ следующей главе РјС‹ опишем фотоэлектрический эффект.
Важной экспериментальной проверкой специальной теории относительности был отрицательный результат эксперимента, проведенного РІ 1887 Рі. Майкельсоном Рё Морли, поставленного для обнаружения движения Земли относительно эфира. Р’ конце 19 столетия полагали, что колебания электрических Рё магнитных полей световой волны должны СЃ необходимостью представлять колебания некоторой среды Рё что эта среда является знаменитым эфиром, уже введенным Декартом Рё Гюйгенсом. Рлектрические колебания эфира идентифицировались СЃРѕ светом, Рё возникала проблема установить свойства этого эфира. Если, например, источник света движется РїРѕ отношению Рє эфиру или наблюдатель движется РїРѕ отношению Рє нему, то это движение можно обнаружить. РќРѕ эксперимент Майкельсона Рё Морли показал, что никакой эффект такого движения РЅРµ обнаруживается. Ртот эксперимент является РѕРґРЅРѕР№ РёР· экспериментальных РѕРїРѕСЂ теории относительности, хотя представляется, что РѕРЅ РЅРµ повлиял РЅР° работу Рйнштейна РІ 1905 Рі. Вероятно, что РѕРЅ РЅРµ был известен ему РІ то время. Р’ 1921 Рі. Р”.РЎ. Миллер (18861941), который тогда был молодым сотрудником Майкельсона, поставил аналогичный эксперимент РЅР° РіРѕСЂРµ Маунт Вильсон РІ Калифорнии, РіРґРµ располагалась астрономическая обсерватория, Рё РѕР±СЉСЏРІРёР», что РѕРЅ СЃРјРѕРі наблюдать малые влияния движения Земли РЅР° скорость света. РћРЅ теоретизировал, что РЅР° СѓСЂРѕРІРЅРµ РјРѕСЂСЏ эфир увлекается Землей, Р° РЅР° больших высотах малый эффект эфирного ветра может сказаться РЅР° распространении света. Рти результаты РѕРЅ опубликовал несколькими годами позже. Р’ то время Рйнштейн посещал Принстон, Рё РєРѕРіРґР° РѕРЅ услышал РѕР± этом, сказал знаменитую фразу: Бог коварен, РЅРѕ РћРЅ РЅРµ злонамерен.
Результат Миллера вызвал РѕРіСЂРѕРјРЅСѓСЋ радость Сѓ врагов теории относительности. Германские реакционные РєСЂСѓРіРё РЅРёРєРѕРіРґР° РЅРµ признавали факт поражения военной машины Кайзера РІ Первой РјРёСЂРѕРІРѕР№ РІРѕР№РЅРµ Рё объясняли его как результат злобного заговора евреев Рё социалистов. Рйнштейн был РІ РёС… поле зрения. Его пацифистские Рё социалистские идеи были хорошо известны. РћРЅ отказался подписать декларацию немецких профессоров РІ поддержку вторжения РІ Бельгию Рё всегда призывал Рє заключению РјРёСЂР°, даже тогда, РєРѕРіРґР° казалась близкой победа Германии. Разумеется, результаты Миллера оказались ошибочными, что немедленно продемонстрировал Георг Йосс, который выполнил серию отличных экспериментов, подтверждающих предсказания Рйнштейна.
Рйнштейн Рё статистика фотонов
Р’ 1924 Рі. Сѓ Рйнштейна СЃРЅРѕРІР° начал интересоваться фотонами относительно статистических законов, которым РѕРЅРё подчиняются. РЎ. Бозе (18941974), РІ то время лектор РїРѕ физике РІ университете Дакка РІ Восточной Бенгалии (РРЅРґРёСЏ), представил РІ 1923 Рі. статью для публикации РІ престижный английский журнал Philosophical Magazine. Р’ ней РѕРЅ давал РЅРѕРІРѕРµ доказательство формулы Планка. Через шесть месяцев редактор информировал его, что статья отвергается, Рё Бозе 4 РёСЋРЅСЏ 1924 Рі. послал СЂСѓРєРѕРїРёСЃСЊ Рйнштейну РІ Берлин СЃ РїРёСЃСЊРјРѕРј, которое начиналось так:
Уважаемый сэр,
Я осмеливаюсь представить вашему рассмотрению и вниманию статью. Я с волнением ожидаю, что вы думаете о ней... Я не знаю достаточно немецкий для перевода этой статьи и был бы признателен, если вы посодействуете для ее публикации в Zeitschriftfur Physik. Поскольку я совершенно неизвестен вам, я не настаиваю на просьбе. Но мы все ваши ученики, пользующиеся обучением у вас благодаря вашим научным сочинениям.
Следует сказать, что уже РІ 1919 Рі. Бозе вместе СЃРѕ СЃРІРѕРёРј соотечественником Рњ. Рў. Саха (18931956) опубликовал антологию работ Рйнштейна РїРѕ теории относительности, первое РёР· собраний РЅР° английском языке. Рйнштейн перевел статью Рё послал ее РІ июле 1924 Рі. РІ этот журнал, РіРґРµ РѕРЅР° Рё была опубликована РїРѕРґ именем Бозе. Рйнштейн добавил заметку следующего содержания:
РџРѕ моему мнению вывод Бозе формулы Планка имеет очень важное следствие. Рспользованный метод дает квантовую теорию идеального газа, которую СЏ еще разработаю РІ деталях.
Затем РѕРЅ отправил открытку Бозе, отметив, что РѕРЅ рассматривает его работу как очень важный вклад. Работа Бозе была четвертым Рё последним шагом РІ истории старой теории квантов (тремя РґСЂСѓРіРёРјРё были: закон Планка РІ 1900 Рі., гипотеза световых квантов Рйнштейна РІ 1905 Рі. Рё теория Бора РІ 1913 Рі.). Доводы Бозе освобождали закон Планка РѕС‚ излишних элементов электромагнитной теории Рё давали вывод РёР· общих сущностей. РћРЅ исследовал закон теплового равновесия частиц, Р° именно фотонов, Рё открыл, что эти частицы подчиняются РЅРѕРІРѕРјСѓ статистическому закону.
Р’ 1924 Рі. Бозе получил поддержку для проведения РІ течение РґРІСѓС… лет исследований РІ Европе Рё РІ сентябре прибыл РІ Париж. РћРЅ почувствовал силу одобрения Рйнштейна, РєРѕРіРґР° германское консульство РІ Калькутте выдало ему РІРёР·Сѓ, РЅРµ требуя формальной оплаты. РџРѕ прибытии РІ Париж РѕРЅ встретился СЃ Полем Ланжевеном (18721946), который предложил ему возможность работы РІ лаборатории мадам РљСЋСЂРё. Бозе СЃ удовольствием Рё весело вспоминал встречу СЃ ней. Мадам РљСЋСЂРё (Мария РљСЋСЂРё-Склодовская (18671934) РІСЃРµ время говорила РїРѕ-английски Рё РЅРµ давала вставить РЅРё РѕРґРЅРѕРіРѕ слова. РћРЅР° сказала, что РѕРґРёРЅ студент РёР· РРЅРґРёРё работал СЃ ней Рё имел серьезные трудности, поскольку РЅРµ РіРѕРІРѕСЂРёР» хорошо РїРѕ-французски. После этого РѕРЅР° предложила Бозе заняться языком РІ течение шести месяцев Рё только после этого прийти Рє ней. РЈ Бозе даже РЅРµ было шанса сообщить ей, что РѕРЅ учил французский РІ течение 15 лет!
После такого обескураживающего контакта Бозе познакомился братьями РґРµ Бройль (РњРѕСЂРёСЃРѕРј Рё Луи) Рё некоторое время был СЃ РњРѕСЂРёСЃРѕРј (18751960). Однако РѕРЅ РІСЃРµ еще очень стремился попасть Рє Рйнштейну, Рё 26 октября 1924 Рі. РѕРЅ написал Рйнштейну РїРёСЃСЊРјРѕ, которое начиналось словами:
Дорогой мастер,
РњРѕСЏ самая сердечная благодарность Р·Р° ваш труд РїРѕ переводу моей работы Рё Р·Р° ее публикацию. РЇ увидел публикацию как раз накануне отъезда РёР· РРЅРґРёРё. РЇ послал вам РІ середине РёСЋРЅСЏ вторую работу РЇ получил грант для исследовательской работы РІРЅРµ моего университета... РЇ РЅРµ знаю, возможно ли РјРЅРµ работать РїРѕРґ вашим руководством РІ Германии...