А
Б В
Г Д
Е Ж
З И
К Л
М Н
О П
Р С
Т У
Ф Х
Ц Ч
Ш Э
Ю Я
Реферат: Единство мира и проблема психики.
Единство мира и проблема психики.
Уче ный по не во ле
В кон це вес ны 1889 го да про фес сор Джон Ф. Пек, ко то рый чи тал лек ции по гре че ско му язы ку в не боль шом кол лед же Обер лин (штат Огайо), об ра тил ся к од но му из сту ден тов, изу чав ших клас си че ские язы ки и ли те ра ту ру, с прось бой по ду чить фи зи ку, что бы на бу ду щий год пре по да вать эле мен тар ный курс этой нау ки.
- Но я не знаю фи зи ки.
- Ка ж дый, кто хо ро шо ус ваи ва ет гре че ский, мо жет пре по да вать фи зи ку.
- Хо ро шо, - ска зал сту дент, - но за все по след ст вия от ве чае те вы.
По след ст вия ми ока за лись два наи бо лее фун даментальных ис сле до ва ния в об лас ти фи зи ки XX ве ка. Мил ли кен от ве тил про фес со ру согла сием, так как ну ж дал ся в день гах. К изу че нию клас си ки он не вер нул ся.
Ро берт Мил ли кен ро дил ся 22 мар та 1868 го да в шта те Ил ли нойс в се мье свя щен ни ка. Его детст во про шло в не боль шом, сто яв шем на бе ре гу ре ки, го род ке Ма к во ке та (штат Ай о ва). “Мой отец и мать вос пи та ли шес те рых де тей - трех де во чек и трех маль чи ков, жи вя на жа ло ва нье свя щен ни ка не боль шо го го род ка в ты ся чу три ста дол ла ров в год, - рас ска зы вал он. - Мы но си ли кос тю мы и пла тья из си ней бу маж ной тка ни и хо ди ли бо си ком, на чи ная с окон ча ния шко лы в мае и до на ча ла за ня тий в сен тяб ре. Зи мой мы, маль чи ки, рас пи ли ва ли еже днев но де сять че ты рех фу то вых бре вен. Так про дол жа лось до тех пор, по ка мы не на пи ли ва ли де сять кор дов (1 корд = 3,63 ку бо мет ра) дров. Во вре мя ка ни кул по ут рам мы долж ны бы ли ра бо тать в са ду, но по сле обе да у нас бы ло сво бод ное вре мя для игр”.
Де ти пла ва ли в ре ке, иг ра ли в бейс бол, два раза в день дои ли ко ров, вста ва ли в три ча са но чи, что бы встре тить бро дя чую цирко вую труп пу, вы учи лись кру тить ся на самодель ных па рал лель ных брусь ях и ни ко гда не слы ха ли о том, что взрос лый че ло век мо жет за ра бо тать се бе на жизнь, про во дя вре мя в ла бо ра то рии и ра бо тая над ка кой-то фи зи кой. Для них сло во “фи зи ка” свя зы ва лось с по ня ти ем о сла би тель ном (разг. physic - сла би тель ное).
Курс фи зи ки в сред ней шко ле Ма к во ке ты вел сам ди рек тор, ко то рый в лет ние ме ся цы за нимался глав ным об ра зом по ис ка ми под зем ных вод при по мо щи раз дво ен но го оре хо во го пру ти ка и уж во вся ком слу чае не очень-то ве рил во всю эту ерун ду, на пе ча тан ную в учеб ни ке: “Как это мож но из волн сде лать звук? Ерун да, маль чики, это все ерун да?” Но за то учи те ля ал геб ры Мил ли кен с ува же ни ем вспо ми нал всю жизнь.
Ко гда ему ис пол ни лось во сем на дцать, он по ступил в Обер лин ский кол ледж - брат его ба бушки был од ним из ос но ва те лей это го учеб но го за ве де ния. На вто ром кур се кол лед жа он вновь про слу шал курс лек ций по фи зи ке, ко то рые бы ли ни чуть не ве се лее тех, что ему чи та ли в сред ней шко ле. На вы ки в спор тив ных иг рах и ат ле ти ке, при об ре тен ные в дет ст ве на зад них дво рах, по могли ему по лу чить ме сто пре по да ва те ля гим настики, а до ход от пре по да ва ния фи зи ки в сред ней шко ле еще бо лее ук ре пил его финан совое по ло же ние.
Мил ли кен, на до ска зать, доб ро со ве ст но от носился к сво им пре по да ва тель ским обя зан но стям. Что бы ид ти впе ре ди сво их уче ни ков, он изу чал все учеб ни ки, ка кие толь ко мог дос тать. В то вре мя в аме ри кан ских кол лед жах бы ло все го две кни ги по фи зи ке - пе ре ве ден ные с фран цуз ско го язы ка ра бо ты Га но и Де ша не ля.
При та ких об стоя тель ст вах Мил ли кен дей ствительно хо ро шо нау чил пред мет.
По окон ча нии кол лед жа в 1891 го ду Мил ли кен про дол жал пре по да вать фи зи ку в Обер ли не, по лу чая не боль шое жа ло ва нье. Он был вынуж ден за ни мать ся этим, ибо, как го во рил он сам, “в тот год де прес сии ни ка кой ва кан сии не бы ло”. Од на ко пре по да ва те ли Обер ли на зна чи тель но серь ез нее от но си лись к ро ли Мил ли ке на в нау ке, чем он сам, и без его ве до ма на пра ви ли его до кументы в Ко лум бий ский уни вер си тет. Ему бы ла пред ло же на сти пен дия, и Мил ли кен по сту пил в уни вер си тет, ибо дру гой воз мож но сти по лу чать ре гу ляр но 700 дол ла ров у не го не бы ло. В Колум бийском уни вер си те те он впер вые встре тил ся с людь ми, глу бо ко ин те ре со вав ши ми ся фи зи кой, Мил ли кен ре шил по сле до вать их при ме ру и по пытаться стать на стоя щим уче ным, не смот ря на то, что уже мно го лет тер зал ся со мне ния ми от но си тель но сво их спо соб но стей.
В 1893 го ду нау ка в Аме ри ке бы ла отста лой. Толь ко лю ди, по лу чив шие об ра зо ва ние в Ев ро пе, хо ро шо пред став ля ли се бе, как имен но сле ду ет вес ти на уч но-ис сле до ва тель скую ра бо ту. На фи зи че ском фа куль те те Ко лум бий ско го уни верситета был толь ко один та кой че ло век - про фессор Майкл Пью пин, по лу чив ший об ра зо ва ние в Кем брид же. Мил ли кен го во рил: “Слу шая курс оп ти ки, ко то рый чи тал док тор Пью пин, я все боль ше удив лял ся. Впер вые в жиз ни я встре тил че ло ве ка, ко то рый на столь ко хо ро шо знал анали тические про цес сы, что, не го то вясь к за ня ти ям, при хо дил еже днев но в ау ди то рию и из ла гал свои мыс ли в ви де урав не ний. Я ре шил по пы тать ся нау чить ся де лать то же са мое”. Ко гда срок сти пен дии, на зна чен ный Мил ли ке ну для изу че ния фи зи ки, ис тек, она не бы ла во зоб нов ле на: Пью пин пред по чел Мил ли ке ну дру го го кан ди да та.
Ко гда до Пью пи на дош ло, что Мил ли кен ос тал ся без вся ких средств, он заинте ресовался им все рь ез. На сле дую щий год имен но по на стоя нию Пью пи на Мил ли кен ре шил по ехать учить ся в Гер ма нию. Мил ли ке ну при шлось приз наться, что у не го нет средств, и Пью пин дал ему взай мы не об хо ди мую сум му. Пью пин хо тел по да рить ему эти день ги, но Мил ли кен не согла сился и вру чил Пью пи ну рас пис ку в по лу че нии де нег.
Пе ред са мым отъ ез дом Мил ли кен встре тил ся еще с од ним че ло ве ком, сыг рав шим значи тельную роль в его жиз ни. Во вре мя лет ней сес сии Мил ли кен по бы вал в не дав но от кры том Чи каг ском уни вер си те те, где по зна ко мил ся с А. А. Май кель со ном. Ни один че ло век ни ко гда не про из во дил на мо ло до го уче но го столь силь ного впе чат ле ния. Здесь же он в 1895 году по лу чил док тор скую сте пень.
Мил ли кен на хо дил ся в Ев ро пе (ра бо та ет в Бер лин ском и Гет тин ген ском уни вер си те тах), ко гда за се рией экс пе ри мен таль ных ра бот по сле до вал гран диозный взрыв всех клас си че ских тео рий. В 1895 и 1896 го дах про зву ча ли в нау ке име на Бек ке ре ля, Рент ге на, Кю ри и Том со на.
Бро же ние еще про дол жа лось, ко гда ле том 1896 го да Милли кен по лу чил от А. А. Май кель со на те ле грам му с пред ло же ни ем за нять ме сто ас си стен та в Чи каг ском уни вер си те те. Мил ли ке ну бы ло то гда 28 лет. “Я от дал мою оде ж ду вме сте с че мо да ном в за клад ка пи та ну од но го из су дов Аме ри кан ской транс порт ной ли нии, за верив ком па нию, что я вы пла чу ка пи та ну стои мость про ез да в Нью-Йор ке и толь ко по сле это го при ду за ве ща ми”.
Сле дую щие две на дцать лет Мил ли кен про вел в об ста нов ке не уто ми мой на уч ной активно сти, ха рак тер ной для Чи ка го в на ча ле ве ка. Чи каг ский уни вер си тет со брал в сво их сте нах мо ло дых лю дей, ко то рых в ско ром вре ме ни ожи да ла ши ро кая из вест ность: ас тро но ма Джорд жа Гей ля, ис то ри ка Джейм са Бре сте да, эко но ми ста Сте фе на Ли ко на, Ро бер та Ло вет та и мно гих, мно гих дру гих. В од ном пан сио не с Мил ли ке ном про жи ва ли двое юно шей: Тор стейн Веб лен и Га рольд Икс.
Пер вые го ды, про ве ден ные в Чи ка го, Мил ликен по свя тил на пи са нию удо бо ва ри мых аме ри кан ских учеб ни ков по фи зи ке и за бо там о сво ей мо ло дой се мье. Май кель сон взва лил на не го всю пре по да ва тель скую ра бо ту, ко то рая не со от вет ст во ва ла нра ву ста ри ка.
В го ды пер вой ми ро вой вой ны (1914-1918) Мил ли кен был заместителем пред се да те ля на цио наль но го ис сле до ва тель ско го со ве та (раз ра ба ты вал ме тео ро ло ги че ские при бо ры для об на ру же ния под вод ных ло док).
Мил ли кен на чал серь ез но за ни мать ся на учно-ис сле до ва тель ской ра бо той, ко гда ему бы ло поч ти со рок лет. Про бле мы для исследова ния обыч но вы би ра лись им из чис ла тех, кото рые так по тря си уче ный мир, ко гда он еще был в Ев ро пе. Мил ли кен. по не во ле став ший фи зи ком, по ста вил два экс пе ри мен та, ко то рые и по ны не яв ля ют ся клас си че ским об раз цом изя ще ст ва за мыс ла и вы пол не ния. Он за слу жил по лу чен ную им Но бе лев скую пре мию (в 1923 го ду).
Та ин ст вен ное чет вер тое со стоя ние ма те рии
Вспо ми ная свою жизнь, Мил ли кен го во рил, что боль ше все го ему по вез ло, ко гда Пью пин не взял его сво им ас си стен том. Ес ли бы это про изош ло, Мил ли кен ни ко гда не по пал бы за гра ни цу и не ока зал ся бы в Ев ро пе, ко гда со временная фи зи ка толь ко на чи на лась по-на стоя ще му.
4 ян ва ря 1896 го да Виль гельм Кон рад фон Рент ген вы сту пил с док ла дом в Вюрц бур ге на за се да нии Вюрц бург ско го фи зи ко-ма те ма ти че ско го об ще ст ва, а за тем по вто рил док лад в Бер ли не на еже год ной кон фе рен ции Германско го фи зи че ско го об ще ст ва. Его со об ще ние яви лось сен са ци ей для двух на ук: Рент ген расска зал об от кры тии со вер шен но но вой фор мы ра диации, по зво лив шей ему фо то гра фи ро вать пред ме ты сквозь не про зрач ные твер дые эк ра ны. Он про де мон ст ри ро вал фо то гра фию час тей свое го соб ст вен но го жи во го ске ле та - кос тей ру ки.
Для ме ди цин ско го ми ра лу чи Рент ге на бы ли чу дом, ко то рое сле до ва ло не мед лен но по ста вить на служ бу ди аг но сти ке. Для ми ра фи зи ки в тот мо мент го раз до важ нее бы ло объ яс не ние яв ле ния, не же ли его при ме не ние. По ис ки это го объ яс не ния и яви лись впослед ствии пер вым прыж ком в атом ный и суб атом ный мир.
Чу дес ные лу чи, от кры тые Рент ге ном, име ли уже по край ней ме ре со ро ка лет нюю ис то рию в ев ро пей ской нау ке. В 1863 го ду фран цуз ский фи зик Мас сон на пра вил элек три че скую ис кру вы со ко го на пря же ния на стек лян ный со суд, из ко то ро го был вы ка чан поч ти весь воз дух. Со суд вне зап но на пол нил ся яр ким не зем ным пур пур ным све че ни ем.
В 60-е и 70-е го ды про шло го ве ка Гит торф я Крукс про дол жи ли изу че ние это го не обычного яв ле ния. Изо бре те ние со вер шен но го ва ку ум но го на со са, по мог ше го Эди со ну соз дать лам поч ку на ка ли ва ния, да ло воз мож ность Крук су на блю дать та ин ст вен ное за ре во в ва кууме при все умень шаю щем ся дав ле нии. Ха рактер све че ния ме нял ся при умень ше нии дав ления в со су де сна ча ла до од ной со той, а по том и до од ной ты сяч ной ат мо сфе ры. Оно сна ча ла ста ло еще яр че, за тем рас сы па лось на от дель ные сгу ст ки све та и, на ко нец, по ту ск не ло и со всем ис чез ло. Ко гда в со су де соз да вал ся дос та точ но боль шой ва ку ум, све че ние пропада ло, но за то стек лян ные стен ки со су да на чи на ли из лу чать при зрач ный зе ле но ва тый свет.
Труб ка Крук са по фор ме на по ми на ла боль шую гру шу, на обо их кон цах ко то рой он впа ял ме тал ли че ские пла стин ки. Крукс ус та но вил, что све че ние в труб ке объ яс ня ет ся про хо ж де ни ем лу чей че рез ва ку ум ме ж ду дву мя металли ческими дис ка ми - элек тро да ми, ко гда метал лические пла стин ки со еди ня ли с ис точ ни ком вы сокого на пря же ния. Лу чи на зва ли ка тод ны ми лу ча ми, а со суд - ка тод ной лу че вой труб кой.
Крукс так же за ме тил, что та ин ст вен ные лу чи, по-видимому, име ют мас су и ско рость. Одна ко при ро ды этих лу чей он не по ни мал и счи тал их “чет вер тым со стоя ни ем ма те рии”, в отли чие от жид ко го, га зо об раз но го и твер до го.
В даль ней шем ус та но ви ли, что ка тод ные лу чи име ют элек три че скую при ро ду, так как маг нит, под не сен ный к труб ке, от кло нял по ток лу чей. Так же дей ст во вал на них и электри ческий ток. Дру гие ис сле до ва те ли до ка за ли, что ка тод ные лу чи мож но на пра вить за преде лы труб ки, ес ли по ста вить на их пу ти тон кую пла стин ку из алю ми ние вой фоль ги. Од на ко в воз ду хе ка тод ные лу чи рас про стра ня лись на очень не боль шое рас стоя ние.
Не ко то рые фи зи ки по ла га ли, что “четвер тое со стоя ние ма те рин” бы ло не чем иным, как та ин ст вен ной эк то плаз мой, опи сан ной спирита ми. На вре мя рез ко воз рос спрос на ду хов.
Осе нью 1895 го да Кон рад фон Рент ген про во дил опы ты с труб кой Крук са, плот но за вернутой в чер ную бу ма гу, что бы из лу че ние не вы рва лось на ру жу. Со вер шен но слу чай но он за ме тил, что в тем ной ком на те “бу маж ный эк ран, про мы тый циа ни дом пла ти ны и ба рия, яр ко за го ра ет ся и флуо рес ци ру ет, не за ви си мо от то го, об ра бо тан ная или же об рат ная сторо на эк ра на об ра ще на к раз ряд ной труб ке”.
Бу маж ный эк ран по ме щал ся на рас стоя нии поч ти в шесть фу тов от ап па ра та. Рент ген знал, что ка тод ные лу чи за став ля ют флуо рес ци ро вать об ра бо тан ный этим рас тво ром эк ран, но на та кое рас стоя ние ка тод ные лу чи ни ко гда не про никали! Он об на ру жил вско ре, что все ве ще ст ва в той или иной сте пе ни про ни цае мы для этих та ин ст вен ных но вых лу чей. Толь ко сви нец ока зался не про зрач ным для них.
Рент ген за ме тил так же, что лу чи эти за свечивали су хие фо то пла стин ки и плен ку, и это по зво ля ло при ме нять луч и для фо то съем ки. Он до б рал ся и до ис точ ни ка лу чей. Они возника ли в том мес те на по верх но сти стек ла, на кото рое па да ли ка тод ные лу чи при вы со ком напря жении. Рент ген то гда зая вил, что но вые лу чи мож но по лу чить, на пра вив ка тод ные лу чи на твер дое те ло. Что бы под твер дить это, он скон струировал труб ку, из лу чав шую бо лее интен сивный по ток но вых лу чей, ко то рым за неиме нием луч ше го он дал на зва ние “икс - лу чи” (X - не из вест ное).
Уже че рез не сколь ко ме ся цев по сле со об ще ние Рент ге на его труб ка на шла разнообраз ное при ме не ние в ме ди ци не для об сле до ва ния пе ре ло мов, глу бо ких ра не ний и внут рен не го строе ния че ло ве че ско го те ла.
На уч ные жур на лы ве ду щих стран бы ли за полнены стать я ми фи зи ков, по вто ряв ших опы ты Рент ге на и ка ж дый раз по-но во му объ яс няв ших это яв ле ние. Сам Рент ген все еще не по ни мал сущ но сти сво его от кры тия и го во рил, что это “про доль ные виб ра ции в эфи ре”.
От кры тие Рент ге на за ста ви ло мно гих фи зи ков бо лее тща тель но ис сле до вать яв ле ние флуо рес цен ции.
Ра дио ак тив ность и фо то элек три че ский эф фект
Ме сяц спус тя Ан ри Бек ке рель по ста вил опыт, ис сле дуя флуо рес ци рую щие свой ст ва двой но го суль фа та ура на и ка лия. Ко гда неко торые ве ще ст ва, по сле то го, как их по дер жа ли на све ту, на чи на ли све тить ся в тем но те, про них го во ри ли, что они флуо рес ци ру ют. Бы ло извест но мно же ст во та ких ве ществ, и од ним из них был при ме нен ный Бек ке ре лем уран.
В экс пе ри мен те Бек ке ре ля ура но вая соль сна ча ла под вер га лась дей ст вию сол неч но го све та, а по том из ме ря лись ее флуо рес ци рую щие свой ст ва. Как-то ис пор ти лась по го да, и Бек ке рель от ло жил пре па рат в сто ро ну на несколь ко дней. Со вер шен но слу чай но соль ока за лась в од ном ящи ке сто ла с гор кой фо то гра фи че ских пла сти нок. Вто рой слу чай но стью бы ло то, что Бек ке рель ре шил про ве рить фо то пла стин ки пе ред во зоб нов ле ни ем опы та.
Он про явил пер вую пла стин ку, ле жав шую свер ху, и, к сво ему удив ле нию, об на ру жил, что она за све че на, при чем за све чен ное пят но име ло та кую фор му, слов но что-то от бра сы ва ло при за све чи ва нии тень на пла стин ку. Ища объ яс не ние, Бек ке рель об на ру жил, что ес ли рас сматривать пят но с не ко то рой до лей воображе ния оно на чи на ет на по ми нать по фор ме метал лический диск, в ко то ром хра ни лась ура но вая соль. Слу чись это рань ше, Бек ке рель вы бро сил бы пла стин ку и за был про нее. Но шум во круг икс - лу чей за ста вил всех фи зи ков насторо житься. Бек ке рель ре шил ра зо брать ся в про исходящем до кон ца.
Он вновь вы ста вил ура но вую соль на сол нечный свет. а по том по мес тил ее в тем ный ящик сто ла по верх фо то пла стин ки, за вер ну той в чер ную бу ма гу. И сно ва ура но вый суль фат за све тил пла стин ку.
В те че ние не сколь ких ме ся цев Бек ке ре лю ка за лось, что для то го, что бы за све тить плас тинку, суль фат ура на нуж но пред ва ри тель но по дер жать в сол неч ных лу чах.
Но вско ре он об на ру жил, что пре па рат ура но во го суль фа та, и не бу ду чи под верг нут дей ст вию сол неч но го све та, за све чи ва ет плас тинку с не мень шей ин тен сив но стью. Яв ле ние ка за лось та ин ст вен ным, не по сти жи мым. За тем Бек ке рель от крыл, что чис тый уран, не яв лявшийся флуо рес ци рую щим ве ще ст вом, про изводит еще бо лее силь ное дей ст вие на фото пластинку, чем ура но вое со еди не ние, так что флуо рес цен цию мож но бы ло сбро сить со сче тов. Да лее Бек ке рель об на ру жил, что эти невиди мые лу чи, ис пус кае мые ура ном, об ла да ли свой ством раз ря жать те ла, не су щие элек три че ский за ряд. То же свой ст во от крыл Рент ген и у икс - лу чей. Бек ке рель на звал это не из вест ное до той по ры яв ле ние “ра дио ак тив но стью”.
Лу чи Бек ке ре ля (их на зва ли имен но так) бы ли столь же уди ви тель ны, как и рент ге нов ские лу чи, и вы зы ва ли у фи зи ков рав ный ин те рес. Два ас си стен та Бек ке ре ля - Пьер Кю ри и его же на Ма рия ста ли раз ра ба ты вать эту про бле му. По про ше ст вии не ко то ро го вре ме ни они обна ружили, что су ще ст ву ют два дру гих хи ми че ских эле мен та с те ми же свой ст ва ми. Оба они не бы ли ра нее из вест ны нау ке. Один из них был на зван по ло ни ем - в честь ро ди ны г-жи Кю ри, дру гой - ра ди ем.
Ка за лось, что ве ли кие клас си че ские тео рии фи зи ки по тря се ны до са мо го ос но ва ния. Фи зи ки по ла га ли, что икс - лу чи оп ро вер га ют за ко ны Мак свел ла, но по том Рент ген до ка зал, что они не про ти во ре чат эфир ной тео рии, так как обла дают нор маль ны ми оп ти че ски ми свой ст ва ми - от ра же ни ем, реф рак ци ей и ин тер фе рен ци ей. Яв ле ние ра дио ак тив но сти, за ме чен ное Бек ке ре лем, ка за лось, оз на ча ло ко нец кра си вой тео рии со хра не ния энер гии. Ка ким об ра зом ве ще ст во без ус та ли вы ра ба ты ва ет энер гию, по всей оче вид но сти, ни как не по пол няя ее за па сов?
Лю бо пыт ное от кры тие бы ло сде ла но в 1887 го ду. Ген рих Герц об на ру жил, что ультра фиолетовый свет, па дая на элек трод, ко то рый при сое ди нен к це пи с вы со ким на пря же ни ем, за став ля ет ис кру от ска ки вать зна чи тель но даль ше. Дж. Дж. Том сон до ка зал, что это проис ходит из-за то го, что ульт ра фио ле то вый свет соз да ет на по верх но сти ме тал ла от ри ца тель ный за ряд. Яв ле ние по лу чи ло на зва ние “фо то элек три че ский эф фект”.
От кры тие икс - лу чей за ста ви ло фи зи ков не толь ко при сталь нее при смот реть ся к яв ле нию флуо рес цен ции, но и по бу ди ло их вер нуть ся к при ро де ка тод ных лу чей. Су ще ст во ва ли две точ ки зре ния. Не мец кие уче ные по ла га ли, что ка тод ные лу чи в труб ке пред став ля ют со бой виб ра ции в эфи ре. Анг лий ские фи зи ки склон ны бы ли счи тать эти лу чи за ря жен ны ми электри чеством час ти ца ми, как это пред ска зы вал Бенд жа мен Франк лин. Вы даю щим ся вы ра зи те лем анг лий ской шко лы был Дж. Дж. Том сон.
В 1897 го ду Том сон опуб ли ко вал класси ческую ста тью под на зва ни ем “Ка тод ные лу чи”, в ко то рой он сде лал об зор всех опы тов с ка тодными лу ча ми. Ста тья вклю ча ла так же опи сание не ко то рых из его соб ст вен ных опы тов. Он при шел к вы во ду, что ка тод ный луч - это на са мом де ле по ток дви жу щих ся при вы со ком на пря же нии от ри ца тель но за ря жен ных час тиц го раз до мень ше го раз ме ра, чем са мый ма лый атом. Ис поль зуя пред ло жен ное Сто ни на зва ние, Том сон дал этой час ти це имя “элек трон”. Он ут вер ждал, что фо то элек три че ский эф фект есть не что иное, как вы би ва ние этих элек тро нов из ме тал ли че ской по верх но сти лу чом ультрафиоле тового све та. Том сон на стаи вал и на том, что элек трон был так же со став ной ча стью лу чей Бек ке ре ля.
Ут вер жде ние Том со на ка за лось фантасти ческим це ло му по ко ле нию уче ных, ко то рые не хо те ли при зна вать ги по те зу, что ма те рия состо ит из ато мов. Пред по ло же ние, что су ще ст ву ет час ти ца еще мень шая, чем атом, вы зва ло бу рю. Не ко то рые уче ные бы ли го то вы со гла сить ся с тем, что элек три че ст во - это по ток очень ма лень ких час тиц, имею щих элек три че ский за ряд, но еще на до бы ло до ка зать, что ка ж дая та кая час ти ца об ла да ла оп ре де лен ной мас сой и опре деленным элек три че ским за ря дом. Нуж но бы ло про вес ти опыт, что бы раз и на все гда до ка зать, что элек тро ны су ще ст ву ют на са мом де ле.
В 90-х го дах про шло го ве ка был все же один не мец кий уче ный, ко то рый не раз де лял эфир ную тео рию икс - лу чей. Его зва ли Аль берт Эйн штейн. На это го уче но го про из вел глу бо кое впе чат ле ние опыт Май кель со на с интерферо метром. И еще один не мец воз ра жал про тив эфир ной тео рии - Макс Планк. Он сде лал в рав ной сте пе ни ра ди каль ное пред по ло же ние: лу чевую энер гию, т. е. свет, сле ду ет пред став лять в ви де “кван тов”, или мель чай ших час тиц. Эйн штейн ис поль зо вал кван то вую тео рию План ка для объ яс не ния фо то элек три че ско го эф фек та и со ста вил изу ми тель ное по кра со те сум мирующее урав не ние. Но в то вре мя мыс ли Эйн штей на о фо то элек три че ском эф фек те не встре ти ли до ве рия.
Мил ли кен - один из не мно гих американ ских ас пи ран тов, ра бо тав ших то гда в Ев ро пе, - был тем че ло ве ком, ко то ро му су ж де но бы ло пос ле дол гих лет тру дов и раз ду мий по ста вить два важ ней ших экс пе ри мен та эпо хи: один опыт под твер дил пра виль ность элек трон ной тео рии Том со на; вто рой дал до ка за тель ст во тео рии фо тоэлектрического эф фек та Эйн штей на и то го, что кван то вая тео рия - не что боль шее, чем “бред” ма те ма ти ка.
Элек трон на ка п ле мас ла
“К кон цу пер во го де ся ти ле тия, про ве ден но го в Чи каг ском уни вер си те те (1906 год), я все еще был пре по да ва те лем-ас си стен том, - пи сал Ро берт Мил ли кен. - У ме ня рос ло двое сы но вей. Я на чал стро ить дом, рас счи ты вая оп ла тить рас хо ды за счет мо их го но ра ров, но я знал, что до сих пор не за ни мал сколь ко-ни будь за мет но го мес та сре ди фи зи ков-исследо вателей”.
Учеб ник, над ко то рым он ра бо тал, был уже в из да тель ст ве. На ко нец он смог при сту пить к ин тен сив ной ис сле до ва тель ской ра бо те. В его уче ной карь е ре на чал ся но вый этап.
“Все фи зи ки ин те ре со ва лись ве ли чи ной элек три че ско го за ря да элек тро на, и, тем не ме нее, до сих пор не уда лось ее из ме рить...”
Мно го по пы ток про вес ти это ре шаю щее из ме ре ние уже пред при нял Дж. Дж. Том сон, но про шло де сять лет ра бо ты, и ас си стент Том со на Г. Виль сон со об щил, что по сле один на дца ти раз лич ных из ме ре ний они по лу чи ли один на дцать раз лич ных ре зуль та тов.
Пре ж де чем на чать ис сле до ва ния по свое му соб ст вен но му ме то ду, Мил ли кен ста вил опы ты по ме то ду, при ме няв ше му ся в Кембридж ском уни вер си те те. Тео ре ти че ская часть экспе римента за клю ча лась в сле дую щем. Мас са те ла оп ре де ля лась пу тем из ме ре ния дав ле ния, про из во ди мо го те лом под воз дей ст ви ем си лы тя же сти на ча шу ве сов. Ес ли со об щить беско нечно ма лой час ти це ве ще ст ва элек три че ский за ряд и ес ли при ло жить на прав лен ную вверх элек три че скую си лу, рав ную си ле тя же сти, на прав лен ной вниз, то эта час ти ца бу дет на ходиться в со стоя нии рав но ве сия, и фи зик мо жет рас счи тать ве ли чи ну элек три че ско го заря да. Ес ли в дан ном слу чае час ти це бу дет сооб щен элек три че ский за ряд од но го элек тро на, мож но бу дет вы счи тать ве ли чи ну это го за ря да.
Кем бридж ская тео рия бы ла впол не логич ной, но фи зи ки ни как не мог ли соз дать при бор, при по мо щи ко то ро го мож но бы ло бы за ни мать ся ис сле до ва ния ми от дель ных час тиц ве ществ. Им при хо ди лось до воль ст во вать ся на блю де ни ем за по ве де ни ем об ла ка из водя ных ка пель, за ря жен ных элек три че ст вом. В ка мере, воз дух из ко то рой был час тич но уда лен, соз да ва лось об ла ко па ра. К верх ней час ти ка меры под во дил ся ток. Че рез оп ре де лен ное вре мя ка пель ки ту ма на в об ла ке ус по каи ва лись. За тем сквозь ту ман про пус ка ли икс - лу чи, и водя ные ка п ли по лу ча ли элек три че ский за ряд.
При этом ис сле до ва те ли по ла га ли, что элек три че ская си ла, на прав лен ная вверх, к на ходящейся под вы со ким на пря же ни ем крыш ке ка ме ры, долж на яко бы удер жи вать ка п ли от па де ния. Од на ко на де ле не вы пол ня лось ни од но из слож ных ус ло вий, при ко то рых, и толь ко при ко то рых, час ти цы мог ли бы на хо дить ся в со стоя нии рав но ве сия.
Мил ли кен на чал ис кать но вый путь реше ния про бле мы. Де ло бы ло не в ап па ра те, а в том, как им поль зо вать ся. Он внес в его кон струкцию ряд не боль ших из ме не ний, ко то рые “впер вые по зво ли ли про вес ти все из ме ре ния на од ной и той же от дель ной ка пель ке”.
“В ка че ст ве пер во го ша га в об лас ти усо вер шен ст во ва ния в 1906 го ду скон ст руи ро вал не боль шую по га ба ри там ба та рею на 10 ты сяч вольт (что са мо по се бе бы ло в то вре мя не ма лым дос ти же ни ем), ко то рая соз да ва ла по ле, дос та точ но силь ное для то го, что бы удер живать верх нюю по верх ность об ла ка Виль сона в под ве шен ном, как “гроб Ма го ме та”, со стоя нии. Ко гда у ме ня все бы ло го то во и ко гда об ра зо ва лось об ла ко, я по вер нул выклю чатель и об ла ко ока за лось в элек три че ском по ле. В то же мгно ве ние оно на мо их гла зах рас тая ло, дру ги ми сло ва ми - от це ло го об ла ка не ос та лось и ма лень ко го ку соч ка, ко то рый мож но бы ло бы на блю дать при по мо щи конт рольного оп ти че ско го при бо ра, как это де лал Виль сон и со би рал ся сде лать я. Как мне снача ла по ка за лось, бес след ное ис чез но ве ние обла ка в элек три че ском по ле ме ж ду верх ней и ниж ней пла сти на ми оз на ча ло, что экс пе ри мент за кон чил ся без ре зуль тат но... Од на ко, по вто рив опыт, я ре шил, что это яв ле ние го раз до бо лее важ ное, чем я пред по ла гал. По втор ные опы ты по ка за ли, что по сле рас сеи ва ния об ла ка в мощ ном элек три че ском по ле на его мес те мож но бы ло раз ли чить не сколь ко от дель ных во дя ных ка пель”.
Соз да вая мощ ное элек три че ское по ле, Мил ли кен не из мен но рас сеи вал об ла ко. От не го ос та ва лось очень не боль шое чис ло час тиц, мас са и элек три че ский за ряд ко то рых находи лись в иде аль ном рав но ве сии. На са мом де ле, имен но те ка п ли, ко то рые бы ли те перь уда ле ны из ка ме ры, на ру ша ли все пред ше ст во вав шие из ме ре ния.
“Я на блю дал при по мо щи мое го коротко фокусного те ле ско па за по ве де ни ем этих на хо дя щих ся в рав но ве сии ка пе лек в элек три че ском по ле. Не ко то рые из них на чи на ли мед ленно дви гать ся вниз, а за тем, по сте пен но те ряли вес в ре зуль та те ис па ре нии, ос та нав ли ва лись, по во ра чи ва лись... и мед лен но на чи на ли дви гать ся вверх, так как си ла тя же сти все умень ша лась вслед ст вие ис па ре ния... Ес ли элек три че ское по ле вне зап но ис че за ло, все на ходящиеся в рав но ве сии ка пель ки, по хо жие на звез доч ки на тем ном по ле, на чи на ли па дать - од ни мед лен но, дру гие го раз до бы ст рее. Эти по след ние ка пель ки ока за лись во взве шен ном со стоя нии по то му, что они не сли на се бе два, три, че ты ре, пять и боль ше элек тро нов вме сто од но го... Это бы ло, на ко нец, пер вое от чет ли вое, яс ное и не дву смыс лен ное до ка за тель ст во то го, что элек три че ст во еди но по струк ту ре”.
Это по след нее на блю де ние бы ло в то вре мя фак ти че ски зна чи тель но бо лее важ ным, чем из ме ре ние за ря да элек тро на.
Мил ли кен за кон чил пер вые из ме ре ния за ряда элек тро на в сен тяб ре 1909 го да и незамед лительно вы сту пил с со об ще ни ем на совеща нии Бри тан ской ас со циа ции со дей ст вия нау ке в Вин ни пе ге. Хо тя его име ни не бы ло в спи ске док лад чи ков, ему да ли воз мож ность вы сту пить. Прав да, он не пи тал ни ка ких ил лю зий. Он хоро шо по ни мал, что ре зуль та ты его опы тов явля ются лишь пред ва ри тель ны ми и что с по мо щью бо лее со вер шен ных в тех ни че ском от но ше нии при бо ров мо гут быть по лу че ны бо лее точ ные дан ные.
“Воз вра ща ясь в Чи ка го с это го со ве ща ния, я смот рел из ок на мо ей поч то вой ка ре ты на рав ни ны Ма ни то бы и вне зап но ска зал се бе: “Ка кой глу пец! Пы тать ся та ким гру бым спо собом пре кра тить ис па ре ние во ды в во дя ных ка пель ках в то вре мя, как че ло ве че ст во за тратило по след ние три ста лет на усовершен ствование мас ла для смаз ки ча сов, стре мясь по лу чить сма зоч ное ве ще ст во, ко то рое вооб ще не ис па ря ет ся!”
Ко гда я вер нул ся в Чи ка го, у вхо да в лабо раторию я встре тил Май кель со на. Мы усе лись на по ро ге и на ча ли бол тать. Я спро сил его, на сколь ко, по его мне нию, точ но из ме рил он ско рость све та. Он от ве тил, что из ме ре ние про изведено с точ но стью при мер но до од ной де сятитысячной. “Так вот, - ска зал я, - я приду маю ме тод, при по мо щи ко то ро го я смо гу опре делить ве ли чи ну за ря да элек тро на с точ но стью до од ной ты сяч ной, или грош мне це на”.
Я не мед лен но на пра вил ся в мас тер скую и по про сил ме ха ни ка из го то вить воз душ ный кон денсатор, со стоя щий из двух круг лых ла тун ных пла стин око ло 10 дюй мов в диа мет ре, ко то рые бы ли бы за кре п ле ны на рас стоя нии при мер но шес ти де ся тых дюй ма од на от дру гой. В цен тре верх ней пла сти ны бы ло про свер ле но не сколь ко по лу мил ли мет ро вых от вер стий, сквозь ко то рые ка пель ки сма зоч но го мас ла, по сту паю щие из рас пы ли те ля, мог ли бы по пасть в про стран ст во ме ж ду пла сти на ми. К пла сти нам бы ли подклю чены вы во ды мо ей ба та реи на 10 ты сяч вольт”... Мил ли кен на ме ре вал ся за ря дить ка пель ки мас ла при по мо щи по то ка икс -лу чей, как он де лал это рань ше с во дой.
В те че ние трех лет, с 1909 по 1912 год, он по свя щал все свое вре мя опы там над капель ками сма зоч но го мас ла.
“Ме ня за ча ро вы ва ла та аб со лют ная уве ренность, с ко то рой мож но бы ло точ но пересчи тать ко ли че ст во элек тро нов, си дев ших на дан ной ка п ле, будь это один элек трон или лю бое их чис ло, до сот ни вклю чи тель но. Для это го тре бовалось лишь за ста вить ис сле дуе мую ка п лю про де лать боль шую се рию пе ре ме ще нии вверх и вниз, точ но из ме рив вре мя, по тра чен ное ею на ка ж дое пе ре ме ще ние, а за тем вы счи тать наи меньшее об щее крат ное до воль но боль шой се рии ско ро стей.
Для то го что бы по лу чить не об хо ди мые дан ные по од ной от дель ной ка п ле, ино гда тре бовалось не сколь ко ча сов. Од на ж ды г-жа Мил ликен и я при гла си ли к обе ду гос тей. Ко гда про би ло шесть ча сов, у ме ня бы ла все го лишь по ло ви на не об хо ди мых мне дан ных. По это му я вы ну ж ден был по зво нить г-же Мил ли кен по те ле фо ну и ска зать, что уже в те че ние полуто ра ча сов на блю даю за ио ном и дол жен закон чить ра бо ту. Я про сил ее обе дать без ме ня. Позд нее гос ти осы па ли ме ня ком пли мен та ми по по во ду мое го при стра стия к до маш не му хо зяйству, по то му что, как они объ яс ня ли, г-жа Мил ли кен со об щи ла им, что я в те че ние по лутора ча сов сти рал и гла дил и дол жен был за кон чить ра бо ту”(англ. “watch an ion”- на блю дать за ио ном; “washed and ironed” - сти рал и гла дил).
Мил ли кен опуб ли ко вал ре зуль та ты сво их опы тов осе нью 1910 го да и ока зал ся в цен тре вни ма ния фи зи ков все го ми ра. Не мец кая шко ла, в том чис ле и Рент ген, от крыв ший за 15 лет до это го икс - лу чи, пол но стью из ме ни ла свою точ ку зре ния. Пред ста ви тель этой шко лы, ве ликий уче ный в об лас ти фи зи че ской хи мии Ост вальд в 1912 го ду пи сал: “Те перь я убеж ден... По лу чен ные опыт ным пу тем до ка за тель ст ва... ко то рые лю ди без ус пеш но ис ка ли в те чение со тен и ты сяч лет... те перь... да ют воз можность да же са мо му ос то рож но му уче но му го во рить о том, что тео рия атом но го строе ния ве ще ст ва экс пе ри мен таль но до ка за на”.
Ре во лю ция в об лас ти све та
В пе ри од с 1921 по 1945 гг. Мил ли кен - ди рек тор Ла бо ра то рии Нор ма на Брид жа Ка ли фор ний ско го тех но ло ги че ско го ин сти ту та.
В 1921 го ду Аль берт Эйн штейн был удо стоен Но бе лев ской пре мии за раз ра бот ку тео рии, объ яс нив шей фо то элек три че ский эф фект. Спус тя два го да Ро берт Мил ли кен полу чил Но бе лев скую пре мию за про ве де ние опы та, под твер див ше го тео рию Эйн штей на. Тео рия Эйн штей на бы ла вы дви ну та в 1905 го ду. Ве ликий экс пе ри мент Мил ли ке на был про ве ден поч ти де сять лет спус тя. Двой ное при су ж де ние пре мии оз на ча ло ус пех од ной из са мых вели ких ре во лю ций в об лас ти фи зи ки.
Иса ак Нью тон обо га тил фи зи ку дву мя тео риями: пер вая ка са лась за ко нов дви же ния тел; со глас но вто рой свет пред став лял со бой ско пище кро шеч ных час тиц све тя щей ся ма те рии. Пер вая тео рия Нью то на при нес ла ему репута цию ге ни аль но го уче но го. И толь ко бла го да ря его пре сти жу бы ла при ня та вто рая тео рия - о кор пус ку ляр ной струк ту ре све та, хо тя она бы ла зна чи тель но сла бее пер вой и объ яс ня ла все го два из всех из вест ных свойств све та.
По Нью то ну, от ра же ние - это про сто от ска ки ва ние уп ру гих час тиц све та от отра жающей по верх но сти. Реф рак ция же, прелом ление све то вых лу чей при пе ре хо де из ме нее плот ной сре ды, та кой, на при мер, как воз дух, в бо лее плот ную, как, на при мер, во да, име ло ме сто в ре зуль та те из ме не ния ско ро сти частич ки све та в мо мент про хо ж де ния ее сквозь по верхность бо лее плот ной сре ды. Нью то нов ская тео рия све та не мог ла объ яс нить интерферен ции, ди фрак ции и по ля ри за ции.
К на ча лу XVIII сто ле тия ста ла привле кать вни ма ние вол но вая тео рия све та, выдви нутая со вре мен ни ком Нью то на - Гюй ген сом. По этой тео рии свет со сто ит из виб ра ции в эфи ре. Ве ли кий фран цуз ский фи зик Фре нель ма тематически до ка зал, что ес ли свет действи тельно вол но вое яв ле ние, то все его наблюда емые про яв ле ния лег ко мож но объ яс нить. Спус тя пол сто ле тия Джемс Мак свелл под кре пил вол но вую тео рию све та, тео ре ти че ски до ка зав, что свет яв ля ет ся виб ра ци ей элек три че ских и маг нит ных волн. До по след не го де ся ти ле тия XIX ве ка в тео рии Мак свел ла не бы ло, каза лось, ни ка ких про ти во ре чий.
В 1887 го ду Герц за ме тил, что свет, осо бенно ульт ра фио ле то вые лу чи, за ря жа ли ме таллические по верх но сти элек три че ст вом. Том сон до ка зал, что по ло жи тель ный за ряд на по верх но сти ме тал ла был след ст ви ем мгновен ного ис пус ка ния им от ри ца тель но за ря жен ных элек тро нов.
Аль берт Эйн штейн был един ст вен ным фи зиком, по няв шим, что в этом таи лось проти воречие, ко то рое вол но вая тео рия све та не мо жет раз ре шить. В 1905 го ду он вы ска зал пред положение, что фо то элек три че ский эф фект мож но объ яс нить, толь ко воз вра тив шись к кор пускулярной тео рии све та, в ко то рую сле ду ет вне сти не ко то рые важ ные из ме не ния.
По мне нию Эйн штей на, про ти во ре чие за ключалось в сле дую щем: чем боль ше све та па да ет на ме тал ли че скую по верх ность, тем боль ше вы де ля ет ся элек тро нов; од на ко энер гия ка ж до го от дель но го элек тро на с из ме не ни ем ин тен сив но сти све та не из ме ня ет ся, хо тя, по тео рии Мак свел ла, ин тен сив ность све та слу жит ме ри лом его энер гии.
Эйн штейн пред ло жил сле дую щее объясне ние: луч све та со сто ит из по то ка кро шеч ных кор пус кул, ка ж дая из ко то рых не сет опреде ленную энер гию. Энер гия кор пус ку лы пропор циональна цве ту, или, вы ра жа ясь клас си че ским язы ком, час то те све та, а не его ам пли ту де, как за яв лял Мак свелл. Ко гда свет па да ет на твер дое ве ще ст во, не ко то рые из эйнштейнов ских кор пус кул энер гии по гло ща ют ся. Коли чество по гло щае мой энер гии в не ко то рых слу чаях ока зы ва ет ся на столь ко боль шим, что элек тро ны по лу ча ют воз мож ность по ки нуть ато мы, в ко то рых они на хо ди лись. Энер гия этих ос во бо ж ден ных “фо то элек тро нов” дол жна по это му быть аб со лют но рав ной энер гии пой ман ных кор пус кул све та, на зы вае мых “кван та ми”, ми нус ко ли че ст во энер гии, нуж ной для то го, что бы вы рвать элек тро ны из ато мов.
Это по след нее ко ли че ст во, “ра бо та вы хо да”, мо жет быть не по сред ст вен но из ме ре но.
Эйн штейн со об щит об этом в фор ме урав нения, в ко то ром бы ла ус та нов ле на связь меж ду ско ро стью вы ле тев ше го элек тро на, энерги ей пой ман но го кван та све та и с ра бо той вы хо да”.
“Та кая кор пус ку ляр ная тео рия, гово рил Мил ли кен, - не бы ла под твер жде на экспе риментально, за ис клю че ни ем на блю де ний, про ве ден ных Ле нар дом в 1900 го ду и сво дившихся к то му, что энер гия, с ко то рой элект роны вы ле та ют из цин ко вой пла стин ки, кажет ся, не за ви сит от ин тен сив но сти све та. Я ду маю, пра виль но бу дет ска зать, что мысль Эйн штей на о кван тах све та, не су щих ся в про странстве в фор ме им пуль сов, или, как мы на зываем их те перь, “фо то нов”, при бли зи тель но до 1915 го да не име ла прак ти че ски ни од но го убе ж ден но го сто рон ни ка.
То гда, на тех ран них эта пах, да же сам Эйн штейн не от стаи вал эту мысль с достаточ ной ре ши тель но стью и оп ре де лен но стью”.
Мил ли кен то же да ле ко не был убе ж ден в пра во те Эйн штей на, но, по сколь ку ла бо ра то рия в Чи ка го, ру ко во ди мая Май кель со ном, про во ди ла очень мно го экс пе ри мен тов, основан ных на вол но вой тео рии све та, Мил ли кен ре шил раз и на все гда про ве рить ги по те зу Эйн штейна.
“Как толь ко я вер нул ся в свою лаборато рию осе нью 1912 го да, - пи сал Мил ли кен, - я при сту пил к кон ст руи ро ва нию но во го аппара та, при по мо щи ко то ро го мож но бы ло бы по лучить убе ди тель ное ре ше ние про бле мы это го фо то элек три че ско го урав не ния Эйн штей на. Я поч ти не на де ял ся, что ре ше ние, ес ли толь ко я его по лу чу, бу дет по ло жи тель ным. Но во прос был чрез вы чай но важ ным, и най ти ка кое-то ре ше ние бы ло не об хо ди мо. Я на чал фо тоэлектрические ис сле до ва ния в ок тяб ре 1912 го да, и они за ня ли прак ти че ски все мое вре мя, ко то рое я по свя щал ис сле до ва ни ям на про тя же нии по сле дую щих трех лет”.
Вся труд ность сво ди лась к то му, что бы оп ре де лить, в ка кой за ви си мо сти на хо дит ся энер гия от цве та, или час то ты. Эйн штейн го ворил, что эта за ви си мость бы ла пря мой: энер гия рав на час то те, по мно жен ной на оп ре де лен ное чис ло. Это “оп ре де лен ное чис ло” бы ло по стоянным для лю бо го пас та. Оно долж но бы ло быть при род ной кон стан той. Эйн штейн приме няя для это го чис ла обо зна че ние h из ува же ния к сво ему кол ле ге Мак су План ку.
За не сколь ко лет до это го Макс Планк пер вый су мел ре шить тео ре ти че скую про бле му в об лас ти ра диа ции, про из воль но за ме нив в фор му ле член, обо зна чаю щий энер гию, дру гим чле ном, в ко то рый вхо ди ли обо зна че ния часто ты и этой са мой по сто ян ной ве ли чи ны. Планк обо зна чил эту ве ли чи ну че рез h и рассматри вал всю опе ра цию лишь как удоб ный мате матический при ем, ко то рый по мог ему ре шить за да чу. Эйн штейн же уви дел, что Планк не воль но сде лал зна чи тель но боль ше. При по мо щи “ма те ма ти че ско го прие ма” План ка про бле ма ре ша лась - зна чит, он точ но от ра жал ис тин ное по ло же ние ве щей.
Эйн штейн при дал это му прие му бу к валь ное зна че ние, и его фо то элек три че ское урав не ние ста ло пер вым не по сред ст вен ным при ме не ни ем но вой кван то вой тео рии. Мил ли кен ре шил про верить тео рию Эйн штей на, по пы тав шись полу чить от ве ты на сле дую щие три во про са:
1. Дей ст ви тель но ли энер гия кван та све та рав на час то те све та, взя той h раз?
2. Яв ля ет ся ли чис ло h дей ст ви тель но по стоянной ве ли чи ной для всех цве тов?
3. Со от вет ст ву ет ли фо то элек три че ское урав не ние Эйн штей на то му, что име ет ме сто в при ро де?
Для опы тов Мил ли кен скон ст руи ро вал ори ги наль ный ап па рат, ко то рый он позд нее на звал “ва ку ум ной па рик махер ской”. В стеклян ную ва ку ум ную ка ме ру он по мес тил поворот ный диск. Этот диск мож но бы ло по во ра чи вать при по мо щи маг ни та, рас по ло жен но го за преде лами ка ме ры. С трех сто рон на дис ке находи лись не боль шие ко ли че ст ва трех ме тал лов, от личающихся вы со кой ак тив но стью, - на трия, ка лия и ли тия, ка ж дый реа ги ро вал на свет толь ко од ной оп ре де лен ной час то ты.
Вслед ст вие то го, что ус пех экс пе ри мен та в ог ром ной сте пе ни за ви сел от ха рак те ра по верхности ка ж до го из ме тал ли че ских образ цов, в ка ме ру бы ло так же по ме ще но не боль шое при спо соб ле ние для шли фов ки по верх но сти об разцов. Оно при во ди лось в дей ст вие при помо щи маг ни тов, рас по ло жен ных вне ка ме ры.
Про хо дя сквозь лин зы и приз му, бе лый свет пре лом лял ся. Сквозь уз кую щель луч то го или ино го ос нов но го цве та получавшего ся спек тра на прав лял ся на по верх ность метал лического об раз ца, и Мил ли кен мог на блю дать дей ст вие лу ча од но го цве та на ме талл. В то вре мя как ме тал ли че ская по верх ность освеща лась по сле до ва тель но лу чом ка ж до го основно го цве та, Мил ли кен из ме рял ко ли че ст ва выле тавших элек тро нов и их энер гию, оп ре де ляя ко ли че ст во элек три че ской энер гии, необхо димой, что бы ос та но вить их. Ес ли, на при мер, для то го, что бы удер жать в воз ду хе те ло не известного ве са, не об хо ди ма си ла, рав ная пя ти фун там, то мож но ска зать, что это те ло ве сят пять фун тов. Рас су ж дая та ким об ра зом. Мил ли кен оп ре де лял ско рость элек тро нов пу тем из мерения си лы, тре буе мой для пол ной оста новки их. Зная ско рость, он мог вы счи тать энер гию элек тро нов, вы де ляю щих ся при осве щении ме тал ли че ской по верх но сти лу чом каж дого цве та.
Ко гда этот опыт и рас че ты бы ли продела ны для всех час тей спек тра, Мил ли кен смог вы чер тить кри вую, по ка зы ваю щую зависи мость энер гии элек тро на от цве та лу ча, или час то ты. По лу чен ные им ре зуль та ты да ли аб солютно по ло жи тель ные от ве ты на поставлен ные им три во про са и под твер ди ли вер ность тео рии Эйн штей на. По сле пря мых из ме ре ний ока за лось, что по сто ян ная ве ли чи на План ка рав на Дж*се кунд ( эрг*се кунд).
Мил ли кен так же раз ра бо тал ме то ди ку атом ной спек то ро ско пии в край ней ульт ра фио ле то вой об лас ти и ис сле до вал кос ми че ские лу чи с по мо щью ио ни за ци он ной ка ме ры.
Он умер 19 де каб ря 1953 го да в Сан-Ма ри но.
Аме ри ка дол го жда ла та ко го че ло ве ка, как Мил ли кен. Он был вы даю щим ся исследо вателем. Ра бо тая пре по да ва те лем в Чи ка го, он от да вал мно го вре ме ни под го тов ке и поощре нию мо ло дых лю дей, на ра бо ту с ко то ры ми у Май кель со на не хва та ло тер пе ния. Вы пол няя ад ми ни ст ра тив ные функ ции в Ка ли фор ний ском тех но ло ги че ском ин сти ту те, он под го то вил не сколько по ко ле ний мо ло дых уче ных. Уро вень их под го тов ки был на столь ко вы сок, что отпа ла не об хо ди мость на прав лять мо ло дых амери канцев за гра ни цу для по лу че ния на уч но го об разования. Бла го да ря Ро бер ту Эн д рю су Мил ли ке ну аме ри кан ская нау ка всту пи ла в по ру зре ло сти.
|
