WILLIAM RADCLIFFE/SCIENCE FACTION/CORBIS/RPG
В яркий солнечный день на море взгляду открывается безупречно четкая картина. Каждый листок на дереве, каждый камешек на пляже ясно обрисованы, а резко очерченные солнечные блики на волнах складываются в уходящую к горизонту дорожку. На снимке с короткой выдержкой набегающая на берег волна предстает тысячами мельчайших капелек, в которых играют лучи света. Оттого, наверное, и кажутся лучи, состоящие из частиц, самым естественным представлением о природе света. Даже удивительно, что кто-то стал изобретать более замысловатые модели. Но в физике известен целый ряд явлений, которые не укладываются в рамки такой привлекательной корпускулярной модели света.
Одним из первых о световых волнах заговорил Христиан Гюйгенс. В его теории свет — вовсе не частицы, а волнообразные колебания эфира, которые распространяются в пространстве подобно волнам на поверхности воды. Давайте присмотримся внимательнее к этому процессу.
Если на воде под внешним воздействием образуется горб, он сразу начинает проседать и растекаться в стороны. Опускаясь, вода по инерции проскакивает положение равновесия, и на месте горба появляется впадина, окруженная водяным валом. Затем проседает вал, превращаясь в ров, а по сторонам от него — снаружи и внутри — вода вновь поднимается, хотя и на меньшую высоту, чем прежде. Чередующиеся валы и впадины начинают расходиться, образуя круги на поверхности воды, наблюдать за которыми настоятельно советовал Козьма Прутков.
Волны от разных источников распространяются независимо и, как призраки, свободно проходят сквозь друг друга. При этом их воздействия на среду складываются: когда на поверхности воды сходятся два горба, высота волны в этом месте вырастет вдвое. Напротив, горб и впадина взаимно гасятся. Если на ровную поверхность воды уронить на некотором расстоянии две капли, то круги от них, проходя сквозь друг друга, образуют характерный клетчатый узор. Это явление получило название интерференции.
Интерференцию на воде легко наблюдать, поскольку волны движутся медленно и имеют большую длину. Свет же при длине волны полмикрона за секунду проходит 300 000 километров, совершая при этом около квадриллиона колебаний. Уследить за такими процессами весьма затруднительно. И все же известно множество эффектов, в которых волновая природа света проявляется вполне наглядно.
Бритва удерживается на воде поверхностным натяжением нефтяной пленки. Цветные разводы возникают за счет интерференции — сложения световых волн, отраженных верхней и нижней поверхностями пленки. Фото: SPL/EAST NEWS
