Харж ойлгохын баяр баясгалан
байгалийн хамгийн сайхан бэлэг.
Альберт Эйнштейн

Цэнхэр тэнгэрийн нууц

Тэнгэр яагаад цэнхэр байдаг вэ? ...

Амьдралдаа ядаж нэг удаа энэ талаар бодож үзээгүй хүн гэж байдаггүй. Дундад зууны үеийн сэтгэгчид тэнгэрийн өнгөний гарал үүслийг тайлбарлахыг аль хэдийн оролдсон. Тэдний зарим нь цэнхэр өнгө нь агаарын жинхэнэ өнгө эсвэл түүнийг бүрдүүлэгч хийн нэг гэж үздэг. Бусад нь тэнгэрийн жинхэнэ өнгө нь шөнийн харагдах байдал нь хар өнгөтэй гэж боддог байв. Өдрийн цагаар тэнгэрийн хар өнгө нь цагаан өнгөтэй нийлдэг. нарны цацраг, тэгээд ... цэнхэр өнгөтэй болсон.

Одоо та цэнхэр будаг авахыг хүсч, хар, цагааныг холих хүнтэй таарахгүй байх. Мөн өнгө холих хууль тодорхойгүй хэвээр байсан үе бий. Эдгээрийг ердөө гурван зуун жилийн өмнө Ньютон суулгасан.

Ньютон мөн номин тэнгэрийн нууцыг сонирхож эхэлсэн. Тэрээр өмнөх бүх онолыг үгүйсгэж эхэлсэн.

Нэгдүгээрт, тэр цагаан, хар өнгийн холимог хэзээ ч цэнхэр өнгөтэй болдоггүй гэж маргав. Хоёрдугаарт, цэнхэр бол агаарын жинхэнэ өнгө биш юм. Хэрэв ийм байсан бол нар жаргах үед нар, сар яг байгаа шигээ улаан биш, харин цэнхэр өнгөтэй харагдах байсан. Алс холын цаст уулсын оргилууд ийм л байх байсан.

Агаарыг өнгөтэй гэж төсөөлөөд үз дээ. Энэ нь маш сул байсан ч гэсэн. Дараа нь түүний зузаан давхарга нь будсан шил шиг ажиллах болно. Хэрэв та будсан шилээр харвал бүх объект энэ шилтэй ижил өнгөтэй байх болно. Яагаад алс холын цаст оргилууд бидэнд цэнхэр биш харин ягаан өнгөтэй харагддаг вэ?

Түүний өмнөх хүмүүстэй хийсэн маргаанд үнэн Ньютоны талд байсан. Тэр агаар өнгөт биш гэдгийг нотолсон.

Гэвч тэр тэнгэрийн номин оньсого тайлсангүй. Тэрээр байгалийн хамгийн үзэсгэлэнтэй, яруу найргийн үзэгдлүүдийн нэг болох солонгын өнгөөр ​​будилжээ. Яагаад гэнэт гарч ирээд, санаандгүй алга болчихдог юм бэ? Ньютон давамгайлсан мухар сүсэгт сэтгэл хангалуун бус байв: солонго бол дээрээс ирсэн тэмдэг бөгөөд энэ нь сайн цаг агаарыг зөгнөдөг. Тэрээр аливаа үзэгдлийн материаллаг шалтгааныг олохыг эрэлхийлсэн. Солонгын учрыг ч олжээ.

Солонго нь борооны дусал дахь гэрлийн хугарлын үр дүн юм. Үүнийг ойлгосон Ньютон солонгын нумын хэлбэрийг тооцоолж, солонгын өнгөний дарааллыг тайлбарлаж чадсан. Түүний онол нь зөвхөн давхар солонгын харагдах байдлыг тайлбарлаж чадаагүй бөгөөд үүнийг ердөө гурван зууны дараа маш нарийн төвөгтэй онолын тусламжтайгаар хийжээ.

Солонгын онолын амжилт Ньютоныг ховсдуулсан. Тэнгэрийн цэнхэр өнгө, солонго хоёр ижил шалтгаанаас үүдэлтэй гэж андуурчээ. Нарны туяа борооны дуслуудыг нэвтлэх үед үнэхээр солонго үүсдэг. Гэхдээ тэнгэрийн хөх нь зөвхөн бороонд харагдахгүй! Харин ч бороо ороогүй цэлмэг цаг агаарт тэнгэр ялангуяа хөх өнгөтэй байдаг. Үүнийг агуу эрдэмтэн яаж анзаараагүй юм бэ? Ньютон түүний онолоор солонгын зөвхөн цэнхэр хэсгийг бүрдүүлдэг жижигхэн усны бөмбөлгүүд ямар ч цаг агаарт агаарт хөвж байдаг гэж боддог байв. Гэхдээ энэ бол төөрөгдөл байсан.

Эхний шийдэл

Бараг 200 жил өнгөрч, өөр нэг англи эрдэмтэн энэ асуудлыг авч үзсэн - Рэйлей, даалгавар нь агуу Ньютоны хүч чадлаас давсан гэж айгаагүй.

Рэйли оптикийн чиглэлээр суралцсан. Мөн гэрлийн судалгаанд амьдралаа зориулсан хүмүүс харанхуйд маш их цаг зарцуулдаг. Гадны гэрэл нь хамгийн сайн туршилт хийхэд саад болдог тул оптик лабораторийн цонхнууд бараг үргэлж хар, үл нэвтрэх хөшигөөр бүрхэгдсэн байдаг.

Рэйли уйтгартай лабораторидоо багажнуудаас гэрлийн цацраг туяагаар ганцаараа хэдэн цагаар үлджээ. Цацрагийн замд тэд амьд тоос шиг эргэлдэж байв. Тэд тод гэрэлтэй байсан тул харанхуй дэвсгэр дээр тод харагдаж байв. Эрдэмтэн хүн задгай зууханд оч асахыг хардагтай адил тэдний жигд хөдөлгөөнийг ажиглан удаан хугацааны турш бодлогоширсон байж магадгүй юм.

Тэнгэрийн өнгөний гарал үүслийн тухай шинэ санааг Рэйлид санал болгосон нь гэрлийн туяанд бүжиглэх эдгээр тоосны толбо биш гэж үү?

Эрт дээр үед ч гэрэл шулуун шугамаар дамждаг нь мэдэгдэж байсан. Энэхүү чухал нээлтийг анхдагч хүмүүс овоохойн хагарлыг нэвтлэн нарны туяа хана, шалан дээр хэрхэн тусаж байгааг ажиглан хийсэн байж болох юм.

Гэхдээ түүнийг хажуу талаас нь харахад яагаад гэрлийн туяа хардаг вэ гэсэн бодол түүнд санаа зовсон байх магадлал багатай юм. Энд бас бодох зүйл байна. Эцсийн эцэст, нарны гэрэл нь хагарлаас шал хүртэл тусдаг. Ажиглагчийн нүд хажуу талд байрладаг бөгөөд энэ гэрлийг хардаг.

Мөн бид тэнгэр рүү чиглэсэн гэрэлтүүлгийн гэрлийг хардаг. Энэ нь гэрлийн нэг хэсэг нь ямар нэгэн байдлаар хазайсан гэсэн үг юм шулуун заммөн бидний нүд рүү очдог.

Юу түүнийг төөрөлдүүлэхэд хүргэдэг вэ? Эдгээр нь агаарыг дүүргэдэг тоосны нарийн ширхэгүүд юм. Тоосонцор, туяагаар цацагдсан туяа бидний нүд рүү орж, саад тотгортой тулгараад замаа хааж, сарнисан тоосноос бидний нүд рүү шулуун шугамаар тархдаг.

"Тэнгэрийг цэнхэр өнгөтэй болгодог эдгээр тоосонцор уу?" гэж Рэйли нэг өдөр бодов. Тэр тооцоо хийж, таамаглал нь тодорхой болж хувирав. Тэр тэнгэрийн цэнхэр өнгө, улаан үүр, цэнхэр манантай холбоотой тайлбарыг олсон! Мэдээжийн хэрэг, гэрлийн долгионы уртаас бага хэмжээтэй тоосны жижиг ширхэгүүд нарны гэрлийг тарааж, долгионы урт нь богино байх тусам илүү хүчтэй болно гэж Рэйли 1871 онд зарлав. Үзэгдэх нарны спектрийн ягаан, цэнхэр туяа нь хамгийн богино долгионы урттай тул хамгийн хүчтэй тархаж, тэнгэрт цэнхэр өнгө өгдөг.

Нар, цаст оргилууд Рэйлигийн энэхүү тооцоонд захирагдаж байв. Тэд эрдэмтний онолыг хүртэл баталжээ. Нар мандах, жаргах үед нарны гэрэл хамгийн их зузаантай агаараар дамжин өнгөрөхөд ягаан, цэнхэр туяа хамгийн хүчтэй тархдаг гэж Рэйлигийн онолд дурджээ. Үүний зэрэгцээ тэд шулуун замаасаа хазайж, ажиглагчийн анхаарлыг татдаггүй. Ажиглагч ихэвчлэн улаан туяаг хардаг бөгөөд тэдгээр нь илүү сул тархсан байдаг. Тийм ч учраас нар мандах, жаргах үед нар бидэнд улаан өнгөтэй харагддаг. Үүнтэй ижил шалтгаанаар алс холын цаст уулсын оргилууд ягаан өнгөтэй байдаг.

Цэлмэг тэнгэрийг харахад бид тархсанаас болж шулуун замаасаа хазайж, нүд рүү унах хөх-хөх туяа харагдана. Бидний заримдаа тэнгэрийн хаяанд ойрхон хардаг манан нь бидэнд цэнхэр мэт санагддаг.

Ядаргаатай жижиг зүйл

Сайхан тайлбар биш гэж үү? Рэйли өөрөө үүнд их татагдаж, эрдэмтэд онолын зохицол ба Рэйлей Ньютоныг ялсанд маш их гайхсан тул тэдний хэн нь ч нэг энгийн зүйлийг анзаарсангүй. Гэсэн хэдий ч энэ өчүүхэн зүйл тэдний үнэлгээг бүрэн өөрчлөх ёстой байв.

Агаарт тоосжилт багатай хотоос алслагдсан газар тэнгэрийн цэнхэр өнгө онцгой цэлмэг, тод байхыг хэн үгүйсгэх вэ? Рэйли өөрөө үүнийг үгүйсгэхэд хэцүү байсан. Тиймээс... гэрлийг цацдаг тоосны тоосонцор биш гэж үү? Тэгээд юу гэж?

Тэрээр бүх тооцоогоо дахин нягталж үзээд тэгшитгэлүүд нь зөв гэдэгт итгэлтэй болсон боловч энэ нь тарааж буй тоосонцор нь үнэхээр тоосны ширхэг биш гэсэн үг юм. Нэмж дурдахад, агаарт байгаа тоосны ширхэгүүд нь гэрлийн долгионы уртаас хамаагүй урт бөгөөд тэдгээрийн их хэмжээний хуримтлал нь тэнгэрийн хөхрөлтийг сайжруулдаггүй, харин эсрэгээр нь сулруулдаг гэж Рэйли итгүүлсэн. Том бөөмсөөр гэрлийн тархалт нь долгионы уртаас сул хамаардаг тул түүний өнгө өөрчлөгдөхгүй.

Том бөөмс дээр гэрэл цацагдах үед тархсан болон дамжсан гэрэл хоёулаа цагаан хэвээр үлддэг тул агаарт том тоосонцор харагдах нь тэнгэрт цагаан өнгөтэй болж, олон тооны том дусал хуримтлагдах шалтгаан болдог. цагаан өнгөүүл, манан. Энгийн янжуурыг шалгахад хялбар байдаг. Амны амнаас гарч буй утаа нь үргэлж цагаан өнгөтэй харагддаг бөгөөд түүний шатаж буй үзүүрээс гарч буй утаа нь хөхөвтөр өнгөтэй байдаг.

Тамхины шатаж буй үзүүрээс гарч буй утааны хамгийн жижиг хэсгүүд нь гэрлийн долгионы уртаас бага бөгөөд Рэйлигийн онолын дагуу нил ягаан, цэнхэр өнгийг голчлон тарааж өгдөг. Гэхдээ тамхины зузаантай нарийн сувгаар дамжин өнгөрөхөд утааны тоосонцор хоорондоо наалдаж (коагулянт) том бөөгнөрөл болж нийлдэг. Тэдгээрийн ихэнх нь гэрлийн долгионы уртаас том болж, гэрлийн бүх долгионы уртыг ойролцоогоор тэнцүү хэмжээгээр тараадаг. Ийм учраас амнаас гарч буй утаа нь цагаан өнгөтэй болдог.

Тийм ээ, тоосонцор дээр суурилсан онолыг өмгөөлж, маргах нь дэмий байсан.

Тиймээс тэнгэрийн цэнхэр өнгөний нууц эрдэмтдийн өмнө дахин гарч ирэв. Гэвч Рэйли бууж өгсөнгүй. Хэрэв тэнгэрийн цэнхэр өнгө нь агаар мандал төдий чинээ цэвэр, тод байх тусам тэнгэрийн өнгө нь агаарын молекулуудаас өөр ямар нэгэн зүйлээс шалтгаалж болохгүй гэж тэр тайлбарлав. Агаарын молекулууд бол нарны гэрлийг тараадаг хамгийн жижиг хэсгүүд гэж тэрээр шинэ нийтлэлдээ бичжээ!

Энэ удаад Рэйли маш болгоомжтой байлаа. Шинэ санаагаа тайлагнахын өмнө тэрээр онолыг туршлагатай харьцуулахын тулд үүнийг туршиж үзэхээр шийджээ.

Энэ боломж 1906 онд гарч ирэв. Рэйлид Америкийн астрофизикч Эбботт тусалсан бөгөөд тэрээр Вилсон уулын ажиглалтын төвд тэнгэрийн цэнхэр туяаг судалжээ. Рэйлигийн сарнилын онол дээр үндэслэн тэнгэрийн тод байдлыг хэмжих үр дүнг боловсруулснаар Эбботт агаарын шоо см тутамд агуулагдах молекулуудын тоог тооцоолжээ. Энэ нь асар их тоо болж хувирав! Хэрэв та эдгээр молекулуудыг дэлхий дээр амьдардаг бүх хүмүүст тарааж өгвөл хүн бүр эдгээр молекулуудаас 10 тэрбум гаруйг авах болно гэдгийг хэлэхэд хангалттай. Товчхондоо, Эбботт агаарын шоо см тутамд хэвийн температуратмосферийн даралт нь тэрбум молекулыг 27 тэрбум дахин агуулдаг.

Нэг шоо см хийн молекулын тоог тодорхойлж болно янз бүрийн арга замуудогт өөр, бие даасан үзэгдэл дээр үндэслэсэн. Тэд бүгд ижил төстэй үр дүнд хүргэж, Loschmidt тоо гэж нэрлэгддэг тоог өгдөг.

Энэ тоог эрдэмтэд сайн мэддэг бөгөөд нэг бус удаа хийд тохиолддог үзэгдлийг тайлбарлах хэмжүүр, хяналтын үүрэг гүйцэтгэсэн.

Тэнгэрийн туяаг хэмжихэд Эбботтын олж авсан тоо нь Лошмидтын тоотой маш нарийвчлалтай давхцаж байв. Гэхдээ тэр тооцоололдоо Рэйлигийн сарнилын онолыг ашигласан. Тиймээс энэ нь онол зөв болохыг тодорхой нотолж, гэрлийн молекулын тархалт үнэхээр байдаг.

Рэйлигийн онолыг туршлагаар найдвартай баталсан мэт санагдсан; Бүх эрдэмтэд үүнийг өөгүй гэж үзсэн.

Энэ нь нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдөж, оптикийн бүх сурах бичигт багтсан. Хүн тайван амьсгалж болно: эцэст нь маш танил, нэгэн зэрэг нууцлаг үзэгдлийн тайлбар олдсон.

1907 онд алдартай хүмүүсийн хуудсан дээр байсан нь илүү гайхмаар юм шинжлэх ухааны сэтгүүлАсуулт дахин гарч ирэв: яагаад тэнгэр цэнхэр байна ?!.

Маргаан

Нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн Рэйлигийн онолыг хэн эргэлзэж зүрхэлсэн бэ?

Хачирхалтай нь энэ бол Рэйлигийн хамгийн их шүтэн бишрэгчид, шүтэн бишрэгчдийн нэг байсан юм. Магадгүй хэн ч Оросын залуу физикч Леонид Манделстам шиг Рэйлиг тийм их үнэлж, ойлгож, бүтээлийг нь сайн мэддэг, шинжлэх ухааны ажлыг нь сонирхдоггүй байсан байх.

"Леонид Исааковичийн оюун санааны зан чанар" гэж Зөвлөлтийн өөр нэг эрдэмтэн, академич Н.Д. Папалекси - Рэйлитэй ижил төстэй зүйл байсан. Тэдний шинжлэх ухааны бүтээлч зам нь ихэвчлэн зэрэгцээ, олон удаа огтлолцдог нь санамсаргүй хэрэг биш юм.

Тэд энэ удаад ч мөн адил тэнгэрийн өнгөний гарал үүслийн тухай асуултыг хөндөв. Үүнээс өмнө Манделстам голчлон радио инженерчлэлийг сонирхож байв. Манай зууны эхээр энэ бол шинжлэх ухааны цоо шинэ салбар байсан бөгөөд цөөхөн хүн үүнийг ойлгодог байв. A.S-ийг нээсний дараа. Попов (1895 онд) хэдхэн жил өнгөрч, ажил дуусахад төгсгөл байсангүй. Богино хугацаанд Манделстам радио инженерийн төхөөрөмжтэй холбоотой цахилгаан соронзон хэлбэлзлийн чиглэлээр олон ноцтой судалгаа хийсэн. 1902 онд тэрээр диссертацийг хамгаалж, хорин гурван настайдаа Страсбургийн их сургуульд байгалийн философийн докторын зэрэг хамгаалжээ.

Радио долгионыг өдөөх асуудлыг шийдвэрлэхдээ Манделстам хэлбэлзлийн процессыг судлахад хүлээн зөвшөөрөгдсөн эрх мэдэлтэн Рэйлигийн бүтээлүүдийг судалсан. Тэгээд залуу эмч тэнгэрийг будах асуудалтай зайлшгүй танилцсан.

Гэхдээ тэнгэрийн өнгөний асуудалтай танилцсанаар Манделстам Рэйлэйгийн молекулын гэрлийн тархалтын нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн онолын төөрөгдөл, эсвэл өөрийнх нь хэлснээр "хангалтгүй" гэдгийг харуулсан төдийгүй нууцыг тайлсан юм. тэнгэрийн цэнхэр өнгө, бас нэгэн хүргэсэн судалгааны үндэс суурийг тавьсан хамгийн чухал нээлтүүд XX зууны физик.

Энэ бүхэн хамгийн агуу физикчдийн нэг, квант онолын эцэг М.Планктай эзгүйн маргаанаас эхэлсэн юм. Манделстам Рэйлигийн онолтой танилцахдаа түүний увайгүй байдал, дотоод парадоксоороо сэтгэлийг нь татсан нь залуу физикчийг гайхшруулснаар хөгшин, өндөр туршлагатай Рэйли анзаарсангүй. Рэйлигийн онолын хангалтгүй байдал нь оптикийн хувьд нэгэн төрлийн тунгалаг орчинд дамжих үед гэрлийн уналтыг тайлбарлахын тулд Планкийн үндэслэсэн өөр онолд дүн шинжилгээ хийх үед тодорхой илэрсэн.

Энэ онолд гэрлийн дамждаг бодисын молекулууд нь хоёрдогч долгионы эх үүсвэр болдог гэдгийг үндэслэсэн. Эдгээр хоёрдогч долгионыг бий болгохын тулд өнгөрч буй долгионы энергийн нэг хэсгийг зарцуулж, түүнийг сулруулдаг гэж Планк үзэж байна. Энэ онол нь Рэйлийн молекулын сарнилын онол дээр үндэслэсэн бөгөөд түүний эрх мэдэлд тулгуурладаг гэдгийг бид харж байна.

Усны гадаргуу дээрх долгионыг харах нь асуудлын мөн чанарыг ойлгох хамгийн хялбар арга юм. Хэрэв долгион нь хөдөлгөөнгүй эсвэл хөвөгч объекттой (овоо, гуалин, завь гэх мэт) тааралдвал эдгээр объектуудаас жижиг долгионууд бүх чиглэлд тархдаг. Энэ бол тарахаас өөр зүйл биш. Ослын долгионы энергийн нэг хэсэг нь сэтгэл хөдөлгөм хоёрдогч долгионд зарцуулагддаг бөгөөд энэ нь оптикийн тархсан гэрэлтэй нэлээд төстэй юм. Энэ тохиолдолд эхний долгион сулардаг - энэ нь бүдгэрч байна.

Хөвөгч биетүүд усаар дамжин өнгөрөх долгионы уртаас хамаагүй бага байж болно. Жижиг ширхэгүүд ч гэсэн хоёрдогч долгион үүсгэдэг. Мэдээжийн хэрэг, бөөмийн хэмжээ багасах тусам тэдгээрийн үүсгэсэн хоёрдогч долгионууд сулрах боловч үндсэн долгионы энергийг шингээх болно.

Планк хийн дундуур өнгөрөх гэрлийн долгионыг сулруулах үйл явцыг ойролцоогоор ингэж төсөөлж байсан боловч түүний онол дахь үр тарианы үүргийг хийн молекулууд гүйцэтгэдэг байв.

Манделстам Планкийн энэ бүтээлийг сонирхож эхэлсэн.

Манделстамын бодол санааг усны гадаргуу дээрх долгионы жишээгээр тайлбарлаж болно. Та зүгээр л илүү анхааралтай харах хэрэгтэй. Тиймээс усны гадаргуу дээр хөвж буй жижиг ширхэгүүд хүртэл хоёрдогч долгионы эх үүсвэр болдог. Гэхдээ эдгээр үр тариа нь усны гадаргууг бүхэлд нь бүрхэхээр маш зузаан цутгавал юу болох вэ? Дараа нь олон тооны мөхлөгөөс үүссэн бие даасан хоёрдогч долгионууд нийлбэрээр нийлж, долгионы хажуу тийш болон хойш чиглэсэн хэсгүүдийг бүрэн унтрааж, тархалт зогсох болно. Үлдсэн зүйл бол урагшлах давалгаа юм. Тэр огт сулрахгүйгээр урагш гүйх болно. Үр тарианы бүх масс байгаагийн цорын ганц үр дүн нь анхдагч долгионы тархалтын хурд бага зэрэг буурах болно. Энэ бүхэн нь мөхлөгүүд хөдөлгөөнгүй байгаа эсэх эсвэл усны гадаргуугийн дагуу хөдөлж байгаа эсэхээс хамаарахгүй байх нь онцгой чухал юм. Үр тарианы нэгдэл нь зүгээр л усны гадаргуу дээр ачаалал болж, дээд давхаргын нягтыг өөрчилнө.

Манделстам агаар дахь молекулуудын тоо маш их байх тул гэрлийн долгионы урт гэх мэт жижиг талбайд ч маш олон тооны молекул агуулагдах тохиолдолд математик тооцоо хийжээ. Энэ тохиолдолд эмх замбараагүй хөдөлж буй бие даасан молекулуудаар өдөөгдсөн хоёрдогч гэрлийн долгионууд нь үр тариа бүхий жишээн дээрх долгионтой ижил аргаар нэмэгддэг болох нь тогтоогдсон. Энэ нь энэ тохиолдолд гэрлийн долгион тархах, сулрахгүйгээр тархдаг, гэхдээ арай бага хурдтай байна гэсэн үг юм. Энэ нь бүх тохиолдолд тархах бөөмсийн хөдөлгөөн нь долгионы тархалтыг баталгаажуулдаг гэж үздэг Рэйлигийн онолыг няцаасан тул үүн дээр үндэслэсэн Планкийн онолыг үгүйсгэв.

Ийнхүү тархалтын онолын үндэс дор элс нээгдэв. Бүхэл бүтэн сүр жавхлант барилга чичирч, нурах аюул заналхийлж эхлэв.

Тохиолдол

Гэхдээ тэнгэрийн цэнхэр туяаг хэмжсэнээс Лошмидтын тоог тодорхойлох талаар юу хэлэх вэ? Эцсийн эцэст, туршлага нь Рэйлигийн тархалтын онолыг баталсан!

Манделстам 1907 онд "Оптикийн хувьд нэгэн төрлийн ба булингартай орчин" хэмээх бүтээлдээ "Энэ давхцлыг санамсаргүй гэж үзэх ёстой" гэж бичжээ.

Манделстам молекулуудын санамсаргүй хөдөлгөөн нь хийг нэгэн төрлийн болгож чадахгүй гэдгийг харуулсан. Үүний эсрэгээр, бодит хийд эмх замбараагүй дулааны хөдөлгөөний үр дүнд үүссэн жижиг хэсгүүд, нягтралууд үргэлж байдаг. Эдгээр нь агаарын оптикийн нэгэн төрлийн байдлыг алдагдуулдаг тул гэрлийн тархалтад хүргэдэг. Манделстам ижил бүтээлдээ:

"Хэрэв орчин нь оптикийн хувьд нэг төрлийн биш бол ерөнхийдөө туссан гэрэл нь хажуу тийшээ тархах болно."

Гэвч эмх замбараагүй хөдөлгөөний үр дүнд үүссэн нэг төрлийн бус байдлын хэмжээ нь гэрлийн долгионы уртаас бага байдаг тул спектрийн ягаан, цэнхэр хэсгүүдэд тохирох долгионууд голчлон тархах болно. Энэ нь ялангуяа тэнгэрийн цэнхэр өнгө рүү хөтөлдөг.

Ийнхүү номин тэнгэрийн оньсого эцэст нь тайлагдлаа. Онолын хэсгийг Рэйли боловсруулсан. Тарнигчдын физик шинж чанарыг Манделстам тогтоосон.

Манделстамын агуу гавъяа нь хийн төгс нэгэн төрлийн гэсэн таамаглал нь түүний доторх гэрлийн тархалттай нийцэхгүй гэдгийг нотолсон явдал юм. Тэнгэрийн цэнхэр өнгө нь хийн нэгэн төрлийн байдал нь зөвхөн илэрхий гэдгийг нотолж байгааг тэр ойлгосон. Нарийвчлан хэлэхэд хий нь барометр, жинлүүр эсвэл олон тэрбум молекулын нөлөөлөлд өртдөг бусад хэрэгслээр шинжилж үзэхэд л нэг төрлийн харагддаг. Гэвч гэрлийн туяа нь зөвхөн хэдэн арван мянгаар хэмжигдэх, харьцуулшгүй бага хэмжээний молекулуудыг мэдэрдэг. Энэ нь хийн нягтрал нь орон нутгийн жижиг өөрчлөлтөд байнга өртдөг гэдгийг эргэлзээгүйгээр тогтооход хангалттай юм. Тиймээс, бидний "бүдүүлэг" өнцгөөс харахад нэгэн төрлийн орчин нь бодит байдал дээр нэг төрлийн бус байдаг. "Гэрлийн үүднээс" энэ нь үүлэрхэг мэт харагддаг тул гэрлийг тараадаг.

Молекулуудын дулааны хөдөлгөөний үр дүнд үүссэн бодисын шинж чанарын орон нутгийн санамсаргүй өөрчлөлтийг одоо хэлбэлзэл гэж нэрлэдэг. Молекулын гэрлийн тархалтын хэлбэлзлийн гарал үүслийг тодруулсны дараа Манделстам материйг судлах шинэ арга буюу хэлбэлзэл буюу статистик аргыг бий болгож, хожим Смолуховский, Лоренц, Эйнштейн болон өөрөө физикийн шинэ том тэнхим болгон боловсруулсан. статистик физик.

Тэнгэр гялалзах ёстой!

Ингээд тэнгэрийн цэнхэр өнгөний нууц тайлагдлаа. Гэвч гэрлийн тархалтын судалгаа үүгээр зогссонгүй. Агаарын нягтын бараг үл үзэгдэх өөрчлөлтөд анхаарал хандуулж, тэнгэрийн өнгийг гэрлийн хэлбэлзэлтэй тархалтаар тайлбарлаж байсан Манделстам эрдэмтний хурц мэдрэмжээрээ энэ үйл явцын шинэ, бүр илүү нарийн шинж чанарыг олж илрүүлэв.

Эцсийн эцэст агаарын жигд бус байдал нь түүний нягтын санамсаргүй хэлбэлзлээс үүсдэг. Эдгээр санамсаргүй нэг төрлийн бус байдлын хэмжээ, бөөгнөрөлүүдийн нягт нь цаг хугацааны явцад өөрчлөгддөг. Тиймээс, эрдэмтэн тайлбарлав, эрч хүч буюу тархсан гэрлийн хүч нь цаг хугацааны явцад өөрчлөгдөх ёстой! Эцсийн эцэст, молекулуудын бөөгнөрөл нь илүү нягтралтай байх тусам тэдгээр дээр тархсан гэрэл илүү хүчтэй болно. Эдгээр бөөгнөрөл нь эмх замбараагүй гарч ирэн алга болдог тул тэнгэр, энгийнээр хэлэхэд, гялалзах ёстой! Түүний гэрэлтэх хүч, өнгө нь үргэлж өөрчлөгдөх ёстой (гэхдээ маш сул)! Гэхдээ ийм анивчихыг анзаарсан хүн байна уу? Мэдээж үгүй.

Энэ нөлөө нь маш нарийн бөгөөд та үүнийг нүцгэн нүдээр анзаарч чадахгүй.

Эрдэмтдийн хэн нь ч тэнгэрийн гэрэлтэх өөрчлөлтийг ажиглаагүй байна. Манделстамд өөрөө онолынхоо дүгнэлтийг шалгах боломж байгаагүй. Нарийн төвөгтэй туршилтуудыг зохион байгуулахад эхлээд нөхцөл байдал тааруу байсан Хаант Орос, дараа нь хувьсгалын эхний жилүүдийн хүндрэлүүд, гадаадын хөндлөнгийн оролцоомөн иргэний дайн.

1925 онд Манделстам Москвагийн их сургуулийн тэнхимийн эрхлэгч болжээ. Энд тэрээр нэрт эрдэмтэн, чадварлаг туршилтчин Григорий Самуилович Ландсбергтэй уулзав. Тиймээс тэд гүн гүнзгий нөхөрлөл, шинжлэх ухааны нийтлэг ашиг сонирхлоор холбогдож, сарнисан гэрлийн бүдэг туяанд нуугдаж байсан нууцыг довтлохоо үргэлжлүүлэв.

Тэр жилүүдэд их сургуулийн оптик лабораториуд багаж хэрэгслийн хувьд маш муу байсан. Тэнгэр анивчдаг, эсвэл онолын таамаглаж байсан ослын давтамж, сарнисан гэрлийн жижиг ялгааг илрүүлэх чадвартай ганц ч хэрэгсэл их сургуульд байгаагүй.

Гэсэн хэдий ч энэ нь судлаачдыг зогсоосонгүй. Тэд лабораторийн нөхцөлд тэнгэрийг дуурайх санаагаа орхисон. Энэ нь зөвхөн аль хэдийн нарийн байсан туршлагыг улам хүндрүүлнэ. Тэд цагаан нийлмэл гэрлийн тархалтыг бус, харин нэг, хатуу тодорхойлогдсон давтамжийн цацрагийн тархалтыг судлахаар шийджээ. Хэрэв тэд туссан гэрлийн давтамжийг яг таг мэддэг бол сарних үед үүсэх ойрын давтамжуудыг хайхад илүү хялбар байх болно. Нэмж дурдахад онол нь ажиглалт хийхэд хялбар байсан гэж үздэг хатуу бодис, учир нь тэдгээрийн молекулууд нь хийтэй харьцуулахад илүү ойрхон байрладаг бөгөөд бодис илүү нягт байх тусам тархалт их байдаг.

Хамгийн тохиромжтой материалыг хайж олохын тулд шаргуу эрэл хайгуул хийж эхлэв. Эцэст нь сонголт нь кварцын талст дээр буув. Учир нь том тунгалаг кварцын талстууд бусад бүхнээс хамаагүй хямд байдаг.

Бэлтгэл туршилтууд хоёр жил үргэлжилж, талстуудын хамгийн цэвэр дээжийг сонгож, техникийг сайжруулж, кварцын молекулууд дээрх тархалтыг санамсаргүй хольц, талстуудын нэгэн төрлийн бус байдал, хольцоос ялгах боломжтой шинж тэмдгүүдийг тогтоожээ.

Ухаан ба ажил

Спектрийн шинжилгээ хийх хүчирхэг тоног төхөөрөмж дутмаг байсан тул эрдэмтэд одоо байгаа багаж хэрэгслийг ашиглах боломжтой болгох ухаалаг тойрон гарах аргыг сонгосон.

Энэ ажлын гол бэрхшээл нь молекулын тархалтаас үүссэн сул гэрлийг туршилтаар олж авсан болор дээж дэх жижиг хольц болон бусад согогуудаас үүдэлтэй илүү хүчтэй гэрлээр давхарласан явдал байв. Судлаачид болор согог, тусгалаас үүссэн сарнисан гэрлийн давуу талыг ашиглахаар шийджээ. янз бүрийн хэсгүүдтохиргоо нь туссан гэрлийн давтамжтай яг таарч байна. Тэд зөвхөн Манделстамын онолын дагуу давтамжийг өөрчилсөн гэрлийг л сонирхож байсан.Тиймээс илүү тод гэрлийн дэвсгэр дээр молекулын тархалтаас үүдэлтэй өөрчлөгдсөн давтамжийн гэрлийг тодруулах даалгавар байв.

Тарсан гэрлийг илрүүлж болох хэмжээтэй байлгахын тулд эрдэмтэд кварцыг хамгийн хүчирхэг гэрэлтүүлгийн төхөөрөмж болох мөнгөн усны чийдэнгээр гэрэлтүүлэхээр шийджээ.

Тиймээс болор дотор тархсан гэрэл нь хоёр хэсгээс бүрдэх ёстой: молекулын тархалтаас болж өөрчлөгдсөн давтамжтай сул гэрэл (энэ хэсгийг судлах нь эрдэмтдийн зорилго байсан) ба түүнээс үүдэлтэй өөрчлөгдөөгүй давтамжтай илүү хүчтэй гэрэл. гадны шалтгааны улмаас(энэ хэсэг нь хортой, судалгааг хүндрүүлсэн).

Аргын санаа нь энгийн байдгаараа сонирхол татахуйц байсан: тогтмол давтамжийн гэрлийг шингээж, зөвхөн өөрчлөгдсөн давтамжийн гэрлийг спектрийн төхөөрөмж рүү дамжуулах шаардлагатай байв. Гэхдээ давтамжийн зөрүү нь зөвхөн хэдэн мянган хувь байсан. Дэлхийн аль ч лабораторид ийм ойр давтамжийг ялгах чадвартай шүүлтүүр байгаагүй. Гэсэн хэдий ч шийдэл олдсон.

Тарсан гэрлийг мөнгөн усны уур агуулсан саваар дамжуулсан. Үүний үр дүнд бүх "хортой" гэрэл хөлөг онгоцонд "гацсан" бөгөөд "ашигтай" гэрэл мэдэгдэхүйц сулрахгүйгээр дамжин өнгөрөв. Туршилтанд оролцогчид аль хэдийн мэдэгдэж байсан нэг нөхцөл байдлын давуу талыг ашигласан. Квантын физикийн үзэж байгаагаар материйн атом нь зөвхөн тодорхой давтамжтайгаар гэрлийн долгион гаргах чадвартай. Үүний зэрэгцээ энэ атом нь гэрлийг шингээх чадвартай. Түүгээр ч барахгүй зөвхөн тэр давтамжийн гэрлийн долгионыг л өөрөө ялгаруулж чаддаг.

Мөнгөн усны дэнлүүнд гэрэл нь мөнгөн усны уураар ялгардаг бөгөөд энэ нь чийдэнгийн дотор үүссэн цахилгаан цэнэгийн нөлөөн дор гэрэлтдэг. Хэрэв энэ гэрлийг мөнгөн усны уур агуулсан саваар дамжуулвал бараг бүрэн шингээнэ. Онолын таамаглаж буй зүйл тохиолдох болно: саванд байгаа мөнгөн усны атомууд чийдэн дэх мөнгөн усны атомуудаас ялгарах гэрлийг шингээх болно.

Неон чийдэн гэх мэт бусад эх үүсвэрийн гэрэл мөнгөн усны уураар дамжин өнгөрдөг. Мөнгөн усны атомууд үүнд анхаарлаа хандуулахгүй. Долгионы уртыг өөрчилснөөр кварцаар тархсан мөнгөн усны чийдэнгийн гэрлийн тэр хэсэг нь бас шингэхгүй.

Ийм таатай нөхцөл байдлыг Манделстам, Ландсберг нар ашигласан.

Гайхалтай нээлт

1927 онд шийдвэрлэх туршилтууд эхэлсэн. Эрдэмтэд мөнгөн усны чийдэнгийн гэрлээр кварцын талстыг гэрэлтүүлж, үр дүнг боловсруулжээ. Тэгээд ... тэд гайхсан.

Туршилтын үр дүн гэнэтийн бөгөөд ер бусын байв. Эрдэмтдийн олж мэдсэн зүйл бол тэдний хүлээж байсан зүйл биш, онолын таамаглаж байсан зүйл биш юм. Тэд цоо шинэ үзэгдлийг нээсэн. Гэхдээ аль нь вэ? Мөн энэ алдаа биш гэж үү? Тарсан гэрэл нь хүлээгдэж буй давтамжийг илчилсэнгүй, харин илүү өндөр, бага давтамжийг харуулсан. Кварц дээрх гэрлийн тусгалд байгаагүй тархсан гэрлийн спектрт бүхэл бүтэн давтамжийн хослол гарч ирэв. Тэдний гадаад төрхийг кварц дахь оптикийн нэгэн төрлийн бус байдлаар тайлбарлах нь ердөө л боломжгүй байв.

Нарийвчилсан шалгалт эхэлсэн. Туршилтыг ямар ч өө сэвгүй гүйцэтгэсэн. Тэд маш ухаантай, төгс, зохион бүтээгч байсан тул хэн ч тэднийг бишрэхээс өөр аргагүй юм.

"Леонид Исаакович заримдаа техникийн маш хэцүү асуудлуудыг маш үзэсгэлэнтэй, заримдаа гайхалтай энгийн байдлаар шийддэг байсан тул бидний хүн бүр өөрийн эрхгүй "Яагаад надад ийм зүйл тохиолдож байгаагүй вэ?" - гэж ажилчдын нэг хэлэв.

Төрөл бүрийн хяналтын туршилтууд ямар ч алдаа гараагүй гэдгийг тууштай баталсан. Тарсан гэрлийн спектрийн гэрэл зургууд дээр сул, гэхдээ нэлээд тодорхой шугамууд байнга гарч ирсэн нь тархсан гэрлийн "нэмэлт" давтамжууд байгааг харуулж байна.

Олон сарын турш эрдэмтэд энэ үзэгдлийн тайлбарыг хайж байсан. Тарсан гэрэлд "харь гарагийн" давтамжууд хаана гарч ирэв?!

Манделстам гайхалтай таамаглалд өртөх өдөр ирлээ. Энэ бол 20-р зууны хамгийн чухал нээлтүүдийн нэг гэж тооцогддог гайхалтай нээлт байв.

Гэхдээ Манделстам, Ландсберг хоёр энэ нээлтийг үзэгдлийн гүнд бүрэн нэвтэрсний дараа л нягт шалгасны дараа нийтлэх боломжтой гэсэн санал нэгтэй шийдвэрт хүрсэн. Эцсийн туршилтууд эхэлсэн.

Нарны тусламжтайгаар

Хоёрдугаар сарын 16-нд Энэтхэгийн эрдэмтэд C.N. Раман болон К.С. Кришнан энэ сэтгүүлд Калькуттагаас цахилгаан илгээж, нээлтийнхээ товч тайлбарыг бичсэн байна.

Тэр жилүүдэд дэлхийн өнцөг булан бүрээс олон төрлийн нээлтийн тухай захидал Nature сэтгүүлд ирдэг байв. Гэхдээ мессеж бүр эрдэмтдийн сэтгэлийг хөдөлгөх зорилготой байдаггүй. Энэтхэгийн эрдэмтдийн захидалтай холбоотой асуудал гарч ирэхэд физикчид маш их баярласан. Зөвхөн тэмдэглэлийн гарчиг болох "Хоёрдогч цацрагийн шинэ төрөл" нь хүмүүсийн сонирхлыг татав. Эцсийн эцэст, оптик бол хамгийн эртний шинжлэх ухааны нэг бөгөөд 20-р зуунд үл мэдэгдэх зүйлийг олж мэдэх боломжгүй байв.

Дэлхийн физикчид Калькуттагаас ирэх шинэ захидлуудыг ямар сонирхолтойгоор хүлээж байсныг төсөөлж болно.

Тэдний сонирхлыг нээлтийн зохиогчдын нэг Раманы хувийн зан чанар ихээхэн нэмэгдүүлсэн. Энэ бол Эйнштейнийхтэй тун төстэй сонин хувь тавилантай, ер бусын намтартай хүн юм. Эйнштейн залуу насандаа энгийн гимнастикийн багш, дараа нь патентын газрын ажилтан байжээ. Энэ хугацаанд тэрээр хамгийн чухал бүтээлээ дуусгасан. Гайхалтай физикч Раман их сургуулиа төгссөний дараа санхүүгийн тэнхимд арван жил ажиллахаас өөр аргагүй болсон бөгөөд үүний дараа л Калькуттагийн их сургуулийн тэнхимд уригджээ. Удалгүй Раман Энэтхэгийн физикчдийн сургуулийн хүлээн зөвшөөрөгдсөн тэргүүн болжээ.

Тайлбарласан үйл явдлуудын өмнөхөн Раман, Кришнан нар нэгэн сонин даалгаврыг сонирхож эхлэв. Тухайн үед 1923 онд Америкийн физикч Комптон материар рентген туяа дамждагийг судалж байхдаа эдгээр цацрагуудын зарим нь анхны чиглэлээсээ хажуу тийшээ тархаж, долгионы уртаа нэмэгдүүлдгийг олж илрүүлснээр 1923 онд үүссэн хүсэл тэмүүлэл байв. , хараахан намжаагүй байсан. Оптик хэл рүү орчуулбал, рентген туяа нь бодисын молекулуудтай мөргөлдсөнөөр "өнгө" өөрчлөгдсөн гэж хэлж болно.

Энэ үзэгдлийг хуулиар хялбархан тайлбарласан квант физик. Тиймээс Комптоны нээлт нь залуу квантын онолын үнэн зөвийг батлах шийдэмгий нотолгооны нэг байв.

Бид ижил төстэй зүйлийг туршиж үзэхээр шийдсэн, гэхдээ оптик дээр. Энэтхэгийн эрдэмтэд нээсэн. Тэд бодисоор гэрлийг дамжуулж, түүний туяа тухайн бодисын молекулууд дээр хэрхэн тархах, тэдгээрийн долгионы урт өөрчлөгдөх эсэхийг харахыг хүссэн.

Таны харж байгаагаар Энэтхэгийн эрдэмтэд хүссэн ч, хүсээгүй ч Зөвлөлтийн эрдэмтдийн нэгэн адил зорилт тавьжээ. Гэхдээ тэдний зорилго өөр байсан. Калькуттад тэд Комптон эффектийн оптик аналогийг хайж байсан. Москвад - нэг төрлийн бус байдлын хэлбэлзэлтэй гэрлийн тархалтын үед давтамжийн өөрчлөлтийн тухай Манделстамын таамаглалыг туршилтаар баталгаажуулсан.

Хүлээгдэж буй үр нөлөө нь маш бага байсан тул Раман, Кришнан нар нарийн төвөгтэй туршилт зохион бүтээжээ. Туршилтанд маш тод гэрлийн эх үүсвэр шаардлагатай байсан. Тэгээд тэд нарны цацрагийг дурангаар цуглуулж ашиглахаар шийджээ.

Түүний линзний диаметр нь арван найман сантиметр байв. Судлаачид цуглуулсан гэрлийг призмээр дамжуулан тоос болон бусад бохирдуулагчаас сайтар цэвэрлэсэн шингэн, хий агуулсан савнууд руу чиглүүлэв.

Харин тархсан гэрлийн хүлээгдэж буй жижиг долгионы уртыг илрүүлэхийн тулд цагаан нарны гэрэл, бараг бүх боломжит долгионы уртыг агуулсан, найдваргүй байсан. Тиймээс эрдэмтэд гэрлийн шүүлтүүр ашиглахаар шийджээ. Тэд линзний өмнө хөх ягаан шүүлтүүр тавьж, шар-ногоон шүүлтүүрээр сарнисан гэрлийг ажиглав. Тэд эхний шүүлтүүрээр дамжуулсан зүйл нь хоёрдугаарт гацах болно гэж зөв шийдсэн. Эцсийн эцэст, шар-ногоон шүүлтүүр нь эхний шүүлтүүрээр дамждаг хөх ягаан туяаг шингээдэг. Нэг нэгийг нь ардаа байрлуулсан хоёулаа туссан бүх гэрлийг шингээх ёстой. Хэрэв зарим туяа ажиглагчийн нүд рүү унавал тэдгээр нь ослын гэрэлд байгаагүй, харин судалж буй бодист төрсөн гэж итгэлтэйгээр хэлж болно.

Колумб

Үнэхээр ч тархай бутархай гэрэлд Раман, Кришнан нар хоёр дахь шүүлтүүрээр дамжин өнгөрч буй туяаг илрүүлжээ. Тэд нэмэлт давтамжийг бүртгэсэн. Энэ нь зарчмын хувьд оптик Комптон эффект байж болно. Өөрөөр хэлбэл, судсанд байрлах бодисын молекулууд дээр тархах үед хөх ягаан туяа өнгөө өөрчилж, шар-ногоон болж хувирдаг. Гэхдээ үүнийг батлах шаардлагатай хэвээр байв. Шар-ногоон гэрэл гарч ирэх өөр шалтгаан байж болно. Жишээлбэл, энэ нь гэрэлтэлтийн үр дүнд гарч ирж болно - гэрэл, дулаан болон бусад шалтгааны нөлөөн дор шингэн болон хатуу биетүүдэд ихэвчлэн илэрдэг сул гэрэл. Мэдээжийн хэрэг, нэг зүйл байсан - энэ гэрэл дахин төрсөн, энэ нь унах гэрэлд агуулагдахгүй байв.

Эрдэмтэд зургаан удаа туршилтаа давтав төрөл бүрийн шингэнба хоёр төрлийн уур. Энд гэрэлтэх болон бусад шалтгаанууд ямар ч үүрэг гүйцэтгэдэггүй гэдэгт тэд итгэлтэй байв.

Үзэгдэх гэрлийн долгионы урт нь материд тархах үед нэмэгддэг нь Раман, Кришнан хоёрт нотлогдсон юм шиг санагдав. Тэдний эрэл хайгуул амжилттай болсон бололтой. Тэд Комптон эффектийн оптик аналогийг нээсэн.

Гэхдээ туршилтууд дууссан хэлбэр, дүгнэлт хангалттай үнэмшилтэй байхын тулд ажлын өөр нэг хэсгийг хийх шаардлагатай байв. Энэ нь долгионы уртын өөрчлөлтийг илрүүлэхэд хангалтгүй байв. Энэ өөрчлөлтийн цар хүрээг хэмжих шаардлагатай байв. Эхний алхам нь гэрлийн шүүлтүүрээр тусалсан. Тэр хоёр дахь удаагаа хийх чадалгүй байв. Энд эрдэмтэд спектроскоп хэрэгтэй байсан - судалж буй гэрлийн долгионы уртыг хэмжих төхөөрөмж.

Судлаачид хоёр дахь хэсгийг эхлүүлсэн бөгөөд үүнээс багагүй төвөгтэй, шаргуу. Гэхдээ тэр бас тэдний хүлээлтийг хангасан. Үр дүн нь ажлын эхний хэсгийн дүгнэлтийг дахин баталгаажуулав. Гэсэн хэдий ч долгионы урт нь санаанд оромгүй том болсон. Хүлээгдэж байснаас хамаагүй илүү. Энэ нь судлаачдын санааг зовоосонгүй.

Колумбыг энд яаж санахгүй байх вэ? Тэрээр Энэтхэгт хүрэх далайн замыг хайж олохыг эрэлхийлж, газар харсан тул зорилгодоо хүрсэн гэдэгт эргэлзэхгүй байв. Түүнд улаан оршин суугчид болон Шинэ ертөнцийн танил бус шинж чанарыг хараад өөртөө итгэх итгэлдээ эргэлзэх шалтгаан байсан уу?

Раман, Кришнан нар үзэгдэх гэрэлд Комптон эффектийг нээхийг эрэлхийлж байхдаа шингэн болон хийгээр нь дамжин өнгөрч буй гэрлийг шинжилснээр үүнийг олсон гэж бодсон нь үнэн биш гэж үү?! Хэмжилтүүд тархсан цацрагийн долгионы уртад гэнэтийн том өөрчлөлт гарсан үед тэд эргэлзэж байсан уу? Тэд нээлтээсээ ямар дүгнэлт хийсэн бэ?

Энэтхэгийн эрдэмтдийн үзэж байгаагаар тэд хайж байсан зүйлээ олжээ. 1928 оны 3-р сарын 23-нд "Комптон эффектийн оптик аналоги" гэсэн нийтлэл бүхий цахилгаан утас Лондон руу нисэв. Эрдэмтэд: "Тиймээс, бид долгионы уртын өөрчлөлтийг хамаагүй томоруулж байгааг эс тооцвол Комптон эффектийн оптик аналоги нь тодорхой байна ..." Жич: "илүү том ..."

Атомын бүжиг

Раман, Кришнан нарын бүтээл эрдэмтдийн дунд алга ташилтаар угтав. Тэдний туршилтын урлагийг хүн бүр биширдэг байсан. Энэхүү нээлтийнхээ төлөө Раман 1930 онд Нобелийн шагнал хүртжээ.

Энэтхэгийн эрдэмтдийн захидалд туссан гэрлийн давтамж, бодисын молекулууд дээр тархсан гэрлийг дүрсэлсэн шугамууд байрласан спектрийн гэрэл зургийг хавсаргасан байна. Раман, Кришнан нарын хэлснээр энэ гэрэл зураг тэдний нээлтийг урьд өмнөхөөсөө илүү тод харуулсан байна.

Манделстам, Ландсберг нар энэ гэрэл зургийг хараад, авсан гэрэл зургийн бараг яг хуулбарыг олж харжээ! Гэвч түүний тайлбартай танилцсаны дараа тэд Раман, Кришнан хоёр андуурсныг шууд ойлгов.

Үгүй ээ, энэтхэгийн эрдэмтэд Комптон эффектийг нээсэн биш, харин огт өөр, Зөвлөлтийн эрдэмтдийн олон жил судалж байсан тэр л үзэгдэл...

Энэтхэгийн эрдэмтдийн нээлтийн урам зориг нэмэгдэж байхад Манделстам, Ландсберг нар хяналтын туршилтаа дуусгаж, эцсийн шийдвэрлэх үр дүнг нэгтгэж байв.

Ингээд 1928 оны тавдугаар сарын 6-нд тэд нийтлэлээ хэвлүүлэхээр явуулсан. Спектрийн зургийг нийтлэлд хавсаргав.

Асуудлын түүхийг товч дурдахад судлаачид өгсөн дэлгэрэнгүй тайлбартэдний нээсэн үзэгдэл.

Тэгвэл олон эрдэмтдийг тарчилж, тархиа гашилгахад хүргэсэн энэ үзэгдэл юу байсан бэ?

Манделстамын гүн зөн совин, тодорхой аналитик оюун ухаан нь тархсан гэрлийн давтамжийн илэрсэн өөрчлөлт нь агаарын нягтын санамсаргүй давталтыг тэнцүүлэх молекул хоорондын хүчнээс үүдэлтэй байж болохгүй гэдгийг тэр даруй эрдэмтэнд хэлэв. Шалтгаан нь тухайн бодисын молекулуудын дотор байгаа нь эргэлзээгүй бөгөөд энэ үзэгдэл нь молекулыг бүрдүүлдэг атомуудын молекулын чичиргээнээс үүдэлтэй гэдэг нь эрдэмтэнд тодорхой болов.

Ийм хэлбэлзэл нь орчинд санамсаргүй нэг төрлийн бус байдал үүсэх, шингээх үед үүсэх давтамжаас хамаагүй өндөр давтамжтай тохиолддог. Тарсан гэрэлд нөлөөлдөг молекул дахь атомуудын эдгээр чичиргээ юм. Атомууд үүнийг тэмдэглэж, ул мөр үлдээж, нэмэлт давтамжаар шифрлэдэг бололтой.

Энэ бол байгалийн жижиг цайз - молекулын хүрээнээс цааш хүний ​​сэтгэлгээнд зоригтой довтолж байсан сайхан таамаг байлаа. Энэхүү хайгуул нь түүний дотоод бүтцийн талаар үнэ цэнэтэй мэдээллийг авчирсан.

Гарт нь

Тиймээс молекул хоорондын хүчний нөлөөгөөр тархсан гэрлийн давтамжийн бага зэргийн өөрчлөлтийг илрүүлэхийг оролдох явцад молекулын хүчнээс үүдэлтэй давтамжийн илүү их өөрчлөлтийг олж илрүүлсэн.

Тиймээс "Гэрлийн Раман сарнилт" хэмээх шинэ үзэгдлийг тайлбарлахын тулд Манделстамын бүтээсэн молекулын сарнилын онолыг молекул доторх атомуудын чичиргээний нөлөөллийн талаархи мэдээллээр баяжуулахад хангалттай байв. Шинэ үзэгдэл нь 1918 онд түүний боловсруулсан Манделстамын санааг хөгжүүлсний үр дүнд нээсэн юм.

Тиймээ, академич С.И. Вавилов, "Байгаль Леонид Исааковичийг ер бусын, ухаалаг, нарийн ухаанаар бэлэглэсэн бөгөөд ихэнх нь хайхрамжгүй өнгөрч байгааг тэр даруй анзаарч, ойлгосон. Гэрлийн тархалтын хэлбэлзлийн мөн чанарыг ингэж ойлгож, гэрлийн тархалтын үед спектрийн өөрчлөлтийн тухай санаа гарч ирсэн нь Раманы сарнилыг нээх үндэс болсон юм."

Дараа нь энэхүү нээлтээс асар их ашиг тусыг авч, үнэ цэнэтэй практик хэрэглээг хүлээн авсан.

Үүнийг нээх мөчид энэ нь шинжлэх ухаанд хамгийн үнэтэй хувь нэмэр мэт санагдаж байв.

Раман, Кришнан нар яах вэ? Тэд Зөвлөлтийн эрдэмтдийн нээлтэд хэрхэн хандсан бэ, мөн өөрсдийнхөө нээлтэд? Тэд юу олж мэдсэнээ ойлгосон уу?

Эдгээр асуултын хариултыг Зөвлөлтийн эрдэмтдийн нийтлэл нийтлэгдсэнээс хойш 9 хоногийн дараа Раман, Кришнан нарын хэвлэлд илгээсэн дараах захидалд багтаасан болно. Тийм ээ, тэд ажигласан үзэгдэл нь Комптон эффект биш гэдгийг ойлгосон. Энэ бол Раманы гэрлийн сарнилт юм.

Раман, Кришнан нарын захидал, Манделстам, Ландсберг нарын нийтлэл хэвлэгдсэний дараа Москва, Калькутта хоёрт ижил үзэгдлийг бие даан, бараг нэгэн зэрэг хийж, судалж байсан нь дэлхийн эрдэмтдэд тодорхой болов. Харин Москвагийн физикчид үүнийг кварцын талстаар, Энэтхэгийн физикчид шингэн болон хий хэлбэрээр судалжээ.

Мэдээжийн хэрэг, энэ параллелизм нь санамсаргүй биш байв. Тэрээр асуудлын хамаарал, шинжлэх ухааны ач холбогдлын талаар ярьдаг. 1928 оны 4-р сарын сүүлчээр Манделстам, Раман нарын хийсэн дүгнэлттэй ойролцоо үр дүнг Францын эрдэмтэн Рокард, Кабан нар бие даан олж авсан нь гайхах зүйл биш юм. Хэсэг хугацааны дараа эрдэмтэд 1923 онд Чехийн физикч Смекал ижил үзэгдлийг онолын хувьд таамаглаж байсныг санаж байна. Смекалын ажлын дараа Крамерс, Хайзенберг, Шредингер нарын онолын судалгаа гарч ирэв.

Олон орны эрдэмтэд нэг асуудлыг өөрөө ч мэдэлгүйгээр шийдвэрлэхээр ажиллаж байсныг шинжлэх ухааны мэдээлэл дутмаг л тайлбарлах бололтой.

Гучин долоон жилийн дараа

Раманы судалгаа зөвхөн гэрлийн шинжлэх ухаанд шинэ хуудсыг нээсэнгүй. Үүний зэрэгцээ тэд өгсөн хүчирхэг зэвсэгтехнологи. Аж үйлдвэрийг хүлээн авсан гайхалтай аргабодисын шинж чанарыг судлах.

Эцсийн эцэст Раманы гэрлийн сарнилын давтамжууд нь гэрлийг тарааж буй орчны молекулуудаар гэрэл дээр давхардсан ул мөр юм. Мөн эдгээр дардас нь өөр өөр бодисуудад адилхан байдаггүй. Энэ нь Академич Манделстамд Раман гэрлийн сарнилыг "молекулуудын хэл" гэж нэрлэх эрхийг олгосон юм. Гэрлийн туяа дээрх молекулуудын ул мөрийг уншиж, тархсан гэрлийн найрлагыг тодорхойлж чаддаг хүмүүст энэ хэлийг ашиглан молекулууд тэдгээрийн бүтцийн нууцын талаар ярих болно.

Раман спектрийн гэрэл зургийн сөрөг тал дээр янз бүрийн хар өнгийн шугамаас өөр зүйл байхгүй. Гэхдээ энэ гэрэл зургаас мэргэжилтэн бодисоор дамжин өнгөрсний дараа тархсан гэрэлд гарч ирсэн молекул доторх чичиргээний давтамжийг тооцоолох болно. Зураг нь өнөөг хүртэл үл мэдэгдэх олон талуудын талаар ярих болно дотоод амьдралмолекулууд: тэдгээрийн бүтцийн тухай, атомыг молекул болгон холбодог хүчний тухай, атомын харьцангуй хөдөлгөөний тухай. Раман спектрограммыг тайлж сурснаар физикчид молекулууд өөрсдийнхөө тухай өгүүлдэг өвөрмөц "гэрлийн хэл"-ийг ойлгож сурсан. Тиймээс шинэ нээлт нь бидэнд илүү гүнзгий нэвтрэх боломжийг олгосон дотоод бүтэцмолекулууд.

Өнөөдөр физикчид шингэн, талст, шиллэг бодисын бүтцийг судлахдаа Раман сарнилтыг ашигладаг. Химичид энэ аргыг янз бүрийн нэгдлүүдийн бүтцийг тодорхойлоход ашигладаг.

Раман гэрлийн тархалтын үзэгдлийг ашиглан бодисыг судлах аргыг П.Н. Физикийн хүрээлэнгийн лабораторийн ажилтнууд боловсруулсан. Лебедевийн академич Ландсберг тэргүүтэй ЗХУ-ын Шинжлэх ухааны академи.

Эдгээр аргууд нь үйлдвэрийн лабораторид нисэхийн бензин, хагарлын бүтээгдэхүүн, нефтийн бүтээгдэхүүн болон бусад олон нарийн төвөгтэй органик шингэний тоон болон чанарын шинжилгээг хурдан бөгөөд үнэн зөв хийх боломжийг олгодог. Үүнийг хийхийн тулд судалж буй бодисыг гэрэлтүүлж, түүний тархсан гэрлийн найрлагыг спектрограф ашиглан тодорхойлоход хангалттай. Энэ нь маш энгийн юм шиг санагддаг. Гэхдээ энэ арга нь үнэхээр тохиромжтой, хурдан болохоос өмнө эрдэмтэд нарийн, мэдрэмтгий тоног төхөөрөмжийг бүтээхийн тулд маш их ажиллах шаардлагатай болсон. Тийм учраас л.

-аас нийт тооСудалгаанд хамрагдаж буй бодис руу орж буй гэрлийн энергийн зөвхөн өчүүхэн хэсэг нь буюу ойролцоогоор арван тэрбумын нэг нь тархсан гэрлийн хувийг эзэлдэг. Мөн Раман тархалт нь энэ утгын хоёр, гурван хувийг бүрдүүлдэг нь ховор. Раман тарсан нь удаан хугацааны туршид анзаарагдахгүй байсан нь энэ бололтой. Анхны Раманы гэрэл зургуудыг авахын тулд хэдэн арван цаг үргэлжилсэн өртөлт шаардлагатай байсан нь гайхах зүйл биш юм.

Манай улсад бүтээгдсэн орчин үеийн тоног төхөөрөмж нь цэвэр бодисын хосолсон спектрийг хэдхэн минут, заримдаа бүр секундын дотор авах боломжтой болгодог! Хэдийгээр бие даасан бодисууд хэд хэдэн хувиар агуулагддаг нарийн төвөгтэй хольцыг шинжлэхэд ихэвчлэн нэг цагаас илүүгүй өртөх хугацаа хангалттай байдаг.

Гэрэл зургийн хавтан дээр бичигдсэн молекулуудын хэлийг Манделстам ба Ландсберг, Раман, Кришнан нар нээж, тайлж, ойлгосноос хойш 37 жил өнгөрчээ. Түүнээс хойш дэлхий даяар молекулуудын хэлний "толь бичиг"-ийг эмхэтгэх шаргуу ажил өрнөж байгаа бөгөөд үүнийг оптикчид Раманы давтамжийн каталог гэж нэрлэдэг. Ийм каталогийг эмхэтгэсэн тохиолдолд спектрограммуудын тайлбарыг ихээхэн хөнгөвчлөх бөгөөд Раманы тархалт нь шинжлэх ухаан, үйлдвэрлэлийн үйлчлэлд улам бүр нэмэгдэх болно.

Яагаад тэнгэр цэнхэр байна. Нар яагаад шар өнгөтэй байдаг вэ? Эдгээр асуултууд, байгалийн жам ёсоор, эрт дээр үеэс хүмүүсийн өмнө гарч ирсэн. Гэсэн хэдий ч эдгээр үзэгдлийн талаархи зөв тайлбарыг олж авахын тулд Дундад зууны болон түүнээс хойшхи үеийн шилдэг эрдэмтдийн хүчин чармайлт шаардагдана. XIX сүүлВ.

Ямар таамаглалууд байсан бэ? Ямар таамаг дэвшүүлээгүй байна өөр цагтэнгэрийн өнгийг тайлбарлах. 1-р таамаглал Харанхуй задгай зуухны арын утаа хэрхэн хөхөвтөр өнгөтэй болдгийг ажиглаж Леонардо да Винчи бичжээ: ... Харанхуй дээгүүр цайвар нь цэнхэр өнгөтэй болно, гэрэл, харанхуй нь илүү үзэсгэлэнтэй байдаг." Гёте ойролцоогоор ижил цэгийг баримталжээ. Дэлхийд алдартай яруу найрагч төдийгүй тухайн үеийнхээ хамгийн агуу байгаль судлаач байсан юм.Гэхдээ тэнгэрийн өнгөний талаарх энэхүү тайлбар нь хожим тодорхой болсон тул хар, цагаан холилдсон тул үндэслэлгүй болжээ. өнгөт бус, зөвхөн саарал өнгө өгөх боломжтой. Цэнхэр өнгөзадгай зуухнаас гарах утаа нь огт өөр процессоос үүсдэг.

Ямар таамаглалууд байсан бэ? Таамаглал 2 Интерференц, ялангуяа нимгэн хальсан дээр байгааг олж мэдсэний дараа Ньютон тэнгэрийн өнгийг тайлбарлахын тулд интерференц хэрэглэхийг оролдсон. Үүний тулд тэрээр усны дуслууд нь савангийн хөөс шиг нимгэн ханатай бөмбөлөг хэлбэртэй байдаг гэж таамаглах ёстой байв. Гэвч агаар мандалд агуулагдах усны дуслууд нь бөмбөрцөг хэлбэртэй байдаг тул энэ таамаг удалгүй савангийн хөөс шиг хагарчээ.

Ямар таамаглалууд байсан бэ? 3 таамаглал 18-р зууны эрдэмтэд. Марриотт, Бугер, Эйлер нар тэнгэрийн цэнхэр өнгийг өөрийн өнгөөр ​​тайлбарладаг гэж бодсон. бүрэлдэхүүн хэсгүүдагаар. Энэ тайлбар нь хожим, 19-р зуунд шингэн хүчилтөрөгч цэнхэр, шингэн озон нь цэнхэр өнгөтэй болох нь тогтоогдсоны дараа тодорхой нотолгоо авсан. О.Б.Соссюр тэнгэрийн өнгийг зөв тайлбарлахад хамгийн ойр ирсэн. Хэрэв агаар туйлын цэвэр байсан бол тэнгэр хар өнгөтэй байх болно гэж тэр үзэж байсан ч агаар нь ихэвчлэн цэнхэр өнгийг (ялангуяа усны уур, усны дусал) тусгадаг бохирдлыг агуулдаг.

Судалгааны үр дүн: Хамгийн түрүүнд нарийхан, хатуу биеийг бий болгосон математикийн онолАгаар мандалд гэрлийн молекулын тархалтыг Английн эрдэмтэн Рэйли хэлжээ. Тэрээр өмнөх үеийнхний бодож байсанчлан гэрлийн тархалт нь хольц дээр биш, харин агаарын молекулууд дээр үүсдэг гэж тэр итгэдэг байв. Тэнгэрийн өнгийг тайлбарлахын тулд бид Рэйлигийн онолын зөвхөн нэг дүгнэлтийг толилуулж байна.

Судалгааны үр дүн: тархсан цацрагуудын хольцын өнгө нь цэнхэр өнгөтэй болно.Тарсан гэрлийн тод байдал буюу эрчим нь сарниж буй бөөм дээр туссан гэрлийн долгионы уртын дөрөв дэх зэрэгтэй урвуу хамааралтай байна. Тиймээс молекулын тархалт нь гэрлийн долгионы уртын өчүүхэн өөрчлөлтөд маш мэдрэмтгий байдаг. Жишээлбэл, ягаан туяаны долгионы урт (0.4 мкм) нь улаан туяаны долгионы уртын (0.8 мкм) ойролцоогоор тал хувьтай тэнцэнэ. Тиймээс нил ягаан туяа нь улаанаас 16 дахин хүчтэй тархах бөгөөд туссан туяа ижил эрчимтэй байвал сарнисан гэрэлд 16 дахин их байх болно. Үзэгдэх спектрийн бусад бүх өнгөт туяа (цэнхэр, хөх, ногоон, шар, улбар шар) нь тус бүрийн долгионы уртын дөрөв дэх зэрэгтэй урвуу хамааралтай хэмжээгээр тархсан гэрэлд багтах болно. Хэрэв одоо бүх өнгөт тархсан цацрагийг энэ харьцаагаар хольсон бол тархсан цацрагийн хольцын өнгө нь цэнхэр өнгөтэй болно.

Уран зохиол: С.В. Зверева.Нарны гэрлийн ертөнцөд.Л., Гидрометеоиздат, 1988.

Тэнгэрийн гоо үзэсгэлэнг уран бүтээлчид нэг бус удаа дүрсэлж, зохиолч, яруу найрагчид дүрсэлсэн байдаг, тэр ч байтугай урлагаас маш хол хүмүүс ч гэсэн энэ сэтгэл татам ангал руу ширтэж, биширч, сэтгэлийг хөдөлгөж буй мэдрэмжийг илэрхийлэх үг ч, хангалттай сэтгэл хөдлөлийг ч олдоггүй. сэтгэл ба оюун ухаан. Өндөр нь ямар ч дүрд хүнийг татдаг, болор цэнхэр гадаргуутай үзэсгэлэнтэй, цагаан саарал үүлсийн урсах урсгал, цирусын үүл эсвэл өтгөн "хурга" -аар солигддог. Хичнээн гунигтай санагдаж байсан ч хамаагүй бүрхэг тэнгэр, гүн гүнзгийгээр бүрхэж, бүх массаараа дүлийрч, дарж, сэтгэл хөдлөл, туршлагын шуургыг үүсгэж, бодлуудыг онцгой давалгаа болгон авчирдаг.

Үзэгч нь гоо үзэсгэлэнг хардаг

Хүн бүр ертөнцийг өөр өөрөөр хүлээн зөвшөөрдөг. Зарим хүмүүсийн хувьд энэ нь гунигтай, саарал өнгөтэй байдаг бол зарим нь эсрэгээрээ зөвхөн цэцэглэж буй, өнгөөр ​​дүүрэн ногоон гаригийг хардаг. Бид ч гэсэн толгой дээрх тэнгэрийг өөрөөр үнэлдэг. Хэрэв бид энгийн өнгөт ойлголттой хүнийг авч үзвэл тэр тэнгэрийг ердийнхөөрөө харна - нар жаргах үед хөх, саарал, ягаан, үүрээр утаатай саарал.

Үнэндээ эдгээр өнгө нь зөвхөн бидний нүд, тархи бидэнд дамжуулж чаддаг зүйл юм. Хүний нүдэнд үүлэрхэг тэнгэрийг саарал гэж ойлгох нь хамгийн хялбар байдаг. Цэлмэг цаг агаарт бид эцэс төгсгөлгүй номин өнгөтэй байдаг ч үнэндээ агаар мандлын бөмбөгөр нь дэлхийгээс харахад нил ягаан өнгөтэй ойр байдаг.

Энэхүү нийтлэлд бид үүлэрхэг өдөр тэнгэр яагаад саарал өнгөтэй байдаг, энэ өнгөний ханалтыг юу тодорхойлдог болохыг олж мэдэх болно; мөн өдрийн болон жилийн туршид түүний өнгө хэрхэн өөрчлөгдөж, эдгээр үйл явцад юу нөлөөлж байгааг олж мэдэх болно.

Дээр ёроолгүй далай

Нутаг дэвсгэрийн дээгүүр Европын орнуудДулааны улиралд тэнгэр ихэвчлэн баялаг байдгаараа гайхшруулдаг.Заримдаа та үүнийг хөх цэнхэр гэж хэлж болно. Гэсэн хэдий ч та ядаж нэг өдрийг бидний толгой дээр болж буй үйл явдлуудад зориулж, байгалийн үйл явцыг анхааралтай ажиглавал нар мандахаас эхлээд бүрэн жаргах хүртэл маш их өөрчлөгддөг өнгөний зэрэглэлийг анзаарах болно.

Зуны улиралд чийгшил багатай, олон тооны үүл байхгүйгээс болж тэнгэр маш цэлмэг, өндөр харагддаг бөгөөд тэдгээр нь ус хуримтлуулж, аажмаар газарт ойртдог. Цэлмэг цаг агаарт бидний харц хэдэн зуун метрийн урд ч биш, 1-1.5 км-ийн зайд харагдана. Тийм ч учраас бид тэнгэрийг өндөр, гэрэл гэгээтэй гэж үздэг - агаар мандалд гэрлийн цацрагийн замд хөндлөнгөөс оролцохгүй байх нь тэдгээр нь хугардаггүй, нүд нь түүний өнгийг цэнхэр гэж хүлээн зөвшөөрдөг.

Яагаад тэнгэрийн өнгө өөрчлөгддөг вэ?

Энэхүү өөрчлөлтийг шинжлэх ухаан зохиолчдынх шиг үзэсгэлэнтэй биш боловч тэнгэрийн сарнисан цацраг гэж нэрлэдэг. Уншигчдад энгийн бөгөөд ойлгомжтой хэлээр ярихад тэнгэрт өнгө үүсэх үйл явцыг дараах байдлаар тайлбарлаж болно. Нарны ялгаруулж буй гэрэл нь дэлхийн эргэн тойрон дахь агаарын давхаргаар дамжин өнгөрч, түүнийг тараадаг. Энэ үйл явц нь богино долгионы долгионоор илүү энгийн байдлаар явагддаг. Манай гаригийн дээгүүр тэнгэрийн бие хамгийн их өсөх үед түүний чиглэлээс гадуур байрлах цэг дээр хамгийн тод, хамгийн ханасан цэнхэр өнгө ажиглагдах болно.

Гэсэн хэдий ч нар жаргах эсвэл мандах үед түүний туяа дэлхийн гадаргуу руу шүргэгчээр дамждаг тул тэдгээрээс ялгарах гэрэл илүү урт замыг туулах шаардлагатай байдаг бөгөөд энэ нь өдрийн цагаар илүү их хэмжээгээр агаарт тархдаг гэсэн үг юм. Үүний үр дүнд хүн өглөө, оройд тэнгэрийг ягаан, улаан өнгөөр ​​хүлээн авдаг. Бидний дээр үүлэрхэг тэнгэр байх үед энэ үзэгдэл хамгийн тод илэрдэг. Дараа нь үүл, үүл маш тод болж, жаргах нарны туяа тэднийг гайхалтай өнгөөр ​​будна

Stormsteel

Гэхдээ үүлэрхэг тэнгэр гэж юу вэ? Яагаад ийм болчихов оо? Энэ үзэгдэл нь байгалийн усны эргэлтийн холбоосуудын нэг юм. Уур хэлбэрээр дээш өргөгдөж, усны хэсгүүд нь бага температуртай атмосферийн давхаргад ордог. Хуримтлуулж, хөргөж байна өндөр, тэд бие биетэйгээ холбогдож, дусал болж хувирдаг. Эдгээр тоосонцор маш жижиг хэвээр байх тэр мөчид бидний нүдэнд үзэсгэлэнтэй цагаан бөөм үүл гарч ирдэг. Гэсэн хэдий ч дуслууд томрох тусам үүлэн доторх саарал өнгөтэй болно.

Заримдаа эдгээр асар том "хурганууд" сэлж буй тэнгэрийг харахад тэдний нэг хэсэг нь өнгөтэй байхыг харж болно. саарал өнгө, бусад нь бүр ган нүргэлтсэн өнгө авдаг. Энэ өөрчлөлтийг үүлэн доторх дуслууд өөр өөр хэмжээ, хэлбэртэй байдаг тул гэрлийг өөр өөрөөр хугардагтай холбон тайлбарладаг. Тэнгэр бүрэн үүлэрхэг үед бүхэлдээ хулгана саарал өнгөөр ​​буддаг бөгөөд зөвхөн цагаан гэрэл л бидэнд хүрдэг.

Утаатай өргөн уудам нутаг

Саарал үүлтэй тэнгэрт ганц ч цэлмэг байх өдрүүд бий. Энэ нь үүл, үүлний агууламж маш өндөр байх үед тохиолддог бөгөөд тэдгээр нь дээрх бүх харааны орон зайг бүрхдэг. Заримдаа тэд таны толгой дээр унахад бэлэн асар том дарагдсан масс гэж ойлгогддог. Түүнээс гадна энэ үзэгдэл намар, өвлийн улиралд агаарын температур бага, харин чийгшил нь эсрэгээрээ өндөр, 80-90% байх үед хамгийн онцлог шинж чанартай байдаг.

Ийм өдрүүдэд үүл дэлхийн гадаргад маш ойрхон байдаг бөгөөд тэд түүнээс зуу эсвэл хоёр метрийн зайд байрладаг. Үүлэрхэг тэнгэрийн дүрслэл нь ихэвчлэн гунигтай, гунигтай тэмдэглэлтэй байдаг бөгөөд энэ нь таныг бороо, хүйтэнд унахад бэлэн байгаа энэ гунигтай аварга биетэй ганцаараа мэдрэх үед үүсдэг мэдрэмжүүдтэй шууд холбоотой байх магадлалтай.

Гэхдээ бүх зүйл өөр байж болно ...

Тэнгэрийн тоглох өнгө нь гэрлийн цацрагийн эрч хүч, гаригт хүрэх долгионы уртаас хамаардаг тул өвлийн улиралд, цэлмэг өдөр ч гэсэн хөх цэнхэр өнгөтэй байдаг. Гэхдээ хавар ойртох тусам нар өндөр байх тусам цэнхэр өнгөтэй болно, ялангуяа манан сарних өдөр. дээд давхаргуудгэрлийг гажуудуулдаг уур амьсгал.

Эрдэмтэд бусад гаригийн тэнгэрт бидний дассан хөх, цэнхэр өнгө байдаггүй болохыг тогтоожээ. саарал өнгө, жишээлбэл, Ангараг гариг ​​дээр өдрийн гэрлийн оргилд хүртэл ягаан өнгөтэй байдаг.

Энгийн тайлбар

Тэнгэр гэж юу вэ?

Тэнгэр бол хязгааргүй юм. Аливаа үндэстний хувьд тэнгэр нь цэвэр ариун байдлын бэлгэдэл байдаг, учир нь Бурхан өөрөө тэнд амьдардаг гэж үздэг. Хүмүүс тэнгэр рүү эргэж бороо орохыг, эсвэл эсрэгээр нарыг хүсдэг. Өөрөөр хэлбэл, тэнгэр бол зүгээр л агаар биш, тэнгэр бол цэвэр ариун, гэмгүй байдлын бэлгэдэл юм.

Тэнгэр -энэ бол зүгээр л агаар, бидний секунд тутамд амьсгалдаг энгийн агаар бөгөөд энэ нь тунгалаг бөгөөд жингүй байдаг тул нүдэнд харагдахгүй, хүрч болохгүй. Гэхдээ бид тунгалаг агаараар амьсгалдаг, яагаад энэ нь бидний толгой дээр ийм цэнхэр өнгөтэй болдог вэ? Агаар нь хэд хэдэн элементүүдийг агуулдаг: азот, хүчилтөрөгч, нүүрстөрөгчийн давхар исэл, усны уур, байнга хөдөлгөөнд байдаг янз бүрийн тоосны хэсгүүд.

Физикийн үүднээс

Практик дээр бол физикчдийн хэлснээр тэнгэр бол нарны туяагаар будагдсан агаар юм. Энгийнээр хэлэхэд нар дэлхий дээр тусдаг, гэхдээ үүний тулд нарны туяа дэлхийг бүрхсэн асар том агаарын давхаргаар дамжин өнгөрөх ёстой. Яг л нарны туяа олон өнгөтэй, эс тэгвээс солонгын долоон өнгөтэй байдаг шиг. Мэдэхгүй хүмүүсийн хувьд солонгын долоон өнгө нь улаан, улбар шар, шар, ногоон, хөх, индиго, ягаан өнгөтэй гэдгийг санах нь зүйтэй.

Түүгээр ч зогсохгүй цацраг бүр эдгээр бүх өнгөтэй байдаг бөгөөд энэ нь агаарын давхаргаар дамжин өнгөрч, солонгын янз бүрийн өнгийг бүх чиглэлд цацдаг боловч цэнхэр өнгийн хамгийн хүчтэй тархалт үүсдэг бөгөөд үүний улмаас тэнгэр цэнхэр өнгөтэй болдог. Үүнийг товчхон тайлбарлавал хөх тэнгэр нь ийм өнгөтэй туяанаас үүссэн цацралт юм.

Мөн саран дээр

Агаар мандал байхгүй тул саран дээрх тэнгэр цэнхэр биш, харин хар өнгөтэй байдаг. Тойрог замд гарсан сансрын нисэгчид хардаг хар хар тэнгэр, аль гаригууд болон одод гялалзаж байна. Мэдээжийн хэрэг, саран дээрх тэнгэр маш үзэсгэлэнтэй харагддаг, гэхдээ та толгой дээрээ байнга хар тэнгэрийг харахыг хүсэхгүй байх болно.

Тэнгэрийн өнгө өөрчлөгдөнө

Тэнгэр үргэлж цэнхэр байдаггүй, өнгө нь өөрчлөгдөх хандлагатай байдаг. Заримдаа цагаан, заримдаа хөх хар өнгөтэй байдгийг хүн бүр анзаарсан байх... Яагаад ийм юм бэ? Жишээлбэл, шөнийн цагаар нар туяагаа илгээдэггүй, бид цэнхэр биш тэнгэрийг хардаг, агаар мандал бидэнд тунгалаг мэт санагддаг. Мөн тунгалаг агаараар хүн гараг, оддыг харж чаддаг. Өдрийн цагаар цэнхэр өнгө нь нууцлаг орон зайг нууцлаг нүднээс найдвартай нуух болно.

Төрөл бүрийн таамаглал Тэнгэр яагаад цэнхэр өнгөтэй байдаг вэ? (Гёте, Ньютон, 18-р зууны эрдэмтэд, Рэйлигийн таамаглал)

Тэнгэрийн өнгийг тайлбарлахын тулд янз бүрийн цаг үед янз бүрийн таамаглал дэвшүүлсэн. Харанхуй задгай зуухны арын утаа хэрхэн хөхөвтөр өнгөтэй болдгийг ажиглаж байхдаа Леонардо да Винчи: "... Харанхуй дээрх гэрэл цэнхэр болж, илүү үзэсгэлэнтэй, гэрэл, харанхуй нь илүү сайхан болно" гэж бичжээ. ижил үзэл бодол ГётеДэлхийд алдартай яруу найрагч төдийгүй тухайн үеийнхээ хамгийн агуу байгаль судлаач байсан . Гэсэн хэдий ч тэнгэрийн өнгөний талаархи энэхүү тайлбар нь үндэслэлгүй болсон, учир нь хожим тодорхой болсон тул хар ба цагааныг холих нь өнгөт бус зөвхөн саарал өнгө үүсгэдэг. Зуухны утааны цэнхэр өнгө нь огт өөр процессоос үүдэлтэй.

Ялангуяа нимгэн хальсан дээрх хөндлөнгийн оролцоог илрүүлсний дараа Ньютонтэнгэрийн өнгийг тайлбарлахын тулд интерференц хэрэглэхийг оролдсон. Үүний тулд тэрээр усны дуслууд нь савангийн хөөс шиг нимгэн ханатай бөмбөлөг хэлбэртэй байдаг гэж таамаглах ёстой байв. Гэвч агаар мандалд агуулагдах усны дуслууд нь үнэндээ бөмбөрцөг хэлбэртэй байдаг тул энэ таамаглал удалгүй савангийн хөөс шиг "тэсрэв".

18-р зууны эрдэмтэд Марриотт, Бугер, ЭйлерТэд тэнгэрийн цэнхэр өнгө нь агаарын бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн дотоод өнгөнөөс үүдэлтэй гэж үздэг байв. Энэ тайлбар нь хожим, аль хэдийн 19-р зуунд шингэн хүчилтөрөгч цэнхэр, шингэн озон нь цэнхэр өнгөтэй болох нь тогтоогдсоны дараа тодорхой нотолгоог авсан. О.Б тэнгэрийн өнгийг зөв тайлбарлахад хамгийн ойр ирсэн. Соссюр. Хэрэв агаар туйлын цэвэр байсан бол тэнгэр хар өнгөтэй байх болно гэж тэр үзэж байсан ч агаар нь ихэвчлэн цэнхэр өнгийг (ялангуяа усны уур, усны дусал) тусгадаг бохирдлыг агуулдаг. 19-р зууны хоёрдугаар хагас гэхэд. Шингэн ба хий дэх гэрлийн тархалтын талаар баялаг туршилтын материал хуримтлагдсан бөгөөд ялангуяа тэнгэрээс ирж буй сарнисан гэрлийн нэг шинж чанар болох түүний туйлшралыг олж илрүүлсэн. Араго үүнийг анх нээж, судалсан. Энэ бол 1809 онд. Хожим нь Бабинет, Брюстер болон бусад эрдэмтэд огторгуйн туйлшралыг судалсан. Тэнгэрийн өнгөний тухай асуудал эрдэмтдийн анхаарлыг маш их татсан тул илүү өргөн ач холбогдолтой шингэн ба хий дэх гэрлийг сарниулах туршилтыг "боломжийг лабораторийн хуулбарлах" өнцгөөс хийжээ. Тэнгэрийн цэнхэр өнгө.” Бүтээлийн гарчиг нь үүнийг илтгэнэ: “Тэнгэрийн цэнхэр өнгийг загварчлах нь “Брюк” буюу “Тэнгэрийн цэнхэр өнгө, үүлэрхэг бодисоор гэрлийн туйлшрал” Тиндалл. Амжилт Эдгээр туршилтуудын нэг нь эрдэмтдийн санаа бодлыг зөв замаар чиглүүлсэн - агаар мандалд нарны цацрагийн тархалтаас тэнгэрийн цэнхэр өнгөний шалтгааныг хайх явдал юм.

Агаар мандалд молекулын гэрлийн сарнилын зохицолтой, нарийн математикийн онолыг анх бий болгосон хүн бол Английн эрдэмтэн Рэйли юм. Тэрээр өмнөх үеийнхний бодож байсанчлан гэрлийн тархалт нь хольц дээр биш, харин агаарын молекулууд дээр үүсдэг гэж тэр итгэдэг байв. Рэйлигийн гэрлийн сарнилын тухай анхны бүтээл 1871 онд хэвлэгдэн гарсан бөгөөд түүний эцсийн хэлбэрээр тэр үед бий болсон гэрлийн цахилгаан соронзон шинж чанарт үндэслэсэн тархалтын онолыг “Тэнгэрээс ирэх гэрэл, түүний туйлшрал ба өнгөний тухай” бүтээлд дурдсан байдаг. ,” 1899 онд хэвлэгдсэн Рэйлигийн гэрлийн тархалтын чиглэлээр ажилласан (түүний бүтэн нэрЖон Уильям Стретт, Лорд Рэйли III) нь ихэвчлэн түүний хүү Лорд Рэйли IV-ээс ялгаатай нь Тарнигч Рэйли гэж нэрлэгддэг. Агаар мандлын физикийг хөгжүүлэхэд оруулсан асар их хувь нэмрийг нь харгалзан Рэйлей IV-г Агаар мандлын Рэйли гэж нэрлэдэг. Тэнгэрийн өнгийг тайлбарлахын тулд бид Рэйлигийн онолын зөвхөн нэг дүгнэлтийг танилцуулах болно; бид янз бүрийн оптик үзэгдлүүдийг тайлбарлахдаа хэд хэдэн удаа бусад руу хандах болно. Энэ дүгнэлт нь сарнисан гэрлийн тод байдал буюу эрч хүч нь сарниж буй бөөм дээр тусах гэрлийн долгионы уртын дөрөв дэх хүчнээс урвуу хамааралтай болохыг харуулж байна. Тиймээс молекулын тархалт нь гэрлийн долгионы уртын өчүүхэн өөрчлөлтөд маш мэдрэмтгий байдаг. Жишээлбэл, ягаан туяаны долгионы урт (0.4 мкм) нь улаан туяаны долгионы уртын (0.8 мкм) ойролцоогоор тал хувьтай тэнцэнэ. Тиймээс нил ягаан туяа нь улаанаас 16 дахин хүчтэй тархах бөгөөд туссан туяа ижил эрчимтэй байвал сарнисан гэрэлд 16 дахин их байх болно. Үзэгдэх спектрийн бусад бүх өнгөт туяа (цэнхэр, хөх, ногоон, шар, улбар шар) нь тус бүрийн долгионы уртын дөрөв дэх зэрэгтэй урвуу хамааралтай хэмжээгээр тархсан гэрэлд багтах болно. Хэрэв одоо бүх өнгөт тархсан цацрагийг энэ харьцаагаар хольсон бол тархсан цацрагийн хольцын өнгө нь цэнхэр өнгөтэй болно.

Нарны шууд тусгал (жишээ нь, нарны дискнээс шууд тусдаг гэрэл) нь тархалтын улмаас ихэвчлэн хөх, ягаан туяагаа алдаж, нарны тэнгэрийн хаяанд буух тусам сул шаргал өнгөтэй болдог. Одоо цацрагууд агаар мандалд илүү урт, урт замыг туулах ёстой. Урт замд богино долгионы туяа, тухайлбал, ягаан, хөх, хөх, туяа алдагдах нь улам бүр мэдэгдэхүйц болж, нар эсвэл сарны шууд тусгалд ихэвчлэн урт долгионы туяа - улаан, улбар шар, шаргал өнгөтэй байдаг. дэлхийн гадаргуу дээр хүрэх. Тиймээс нар, сарны өнгө эхлээд шар, дараа нь улбар шар, улаан өнгөтэй болдог. Нарны улаан өнгө, тэнгэрийн цэнхэр өнгө нь ижил тархалтын үйл явцын хоёр үр дагавар юм. Шууд гэрэлд агаар мандалд орсны дараа голдуу урт долгионы туяа (улаан нар) үлддэг бол сарнисан гэрэлд богино долгионы цацраг (цэнхэр тэнгэр) байдаг. Тиймээс Рэйлигийн онол нууцыг маш тодорхой бөгөөд үнэмшилтэй тайлбарлав хөх тэнгэрба улаан нар.

тэнгэрийн дулааны молекулын тархалт