Работами голландца X. Гюйгенса и француза О. Френеля была установлена
волновая природа светового излучения. Волна, складываясь с другой волной,
колеблющейся с той же частотой, либо усиливается, либо ослабляется. При
определенных условиях две волны могут вовсе погасить друг друга. Эта способность
волн усиливаться или гаситься при их сложении называется интерференцией.
Интерференция - один из основных признаков волнового процесса. Другой
признак - дифракция - способность волн огибать предметы. Именно
эти свойства заставили Гюйгенса и Френеля обратить внимание на волновой
характер света (рис. 1). В дальнейшем, обнаружив интерференцию и дифракцию
электромагнитных волн, физики пришли к заключению, что не только солнечный
свет, но и радиоволны, и рентгеновские лучи, и излучения атомных ядер,
и не видимое глазом инфракрасное излучение нагретых тел - различные проявления
одного и того же волнового процесса.
Рис. 1. График волны с частотой колебаний v, распространяющейся по
оси х со скоростью
— круговая частота. За время t2—t1=Пи/2w волна
прошла расстояние, равное четверти ее длины Лямбда/4. В плоскость W, перпендикулярную
оси х и пересекающую ее в точке а, "возмущение" из параллельной плоскости,
проходящей через точку b, переносится волной за время Пи/2w, если bа= Лямбда/4.
Во второй половине XIX в. английский ученый Д. Максвелл создал свою
замечательную теорию электромагнитного поля. Из нее следовало, что должны
существовать волны, в которых колеблются электрическое и магнитное поля,
а скорость распространения таких волн в свободном пространстве -вакууме
- равна примерно 300 000 км/с, т. е. совпадает по размеру со скоростью
света. Такие волны названы электромагнитными. Совпадение их скорости
со скоростью света было первым указанием на электромагнитную природу светового
излучения.
В 1887 г. немецкий ученый Г. Герц показал, что радиоволны, а их электромагнитный
характер не вызывал сомнений, отражаются и преломляются по таким же законам,
как световые. Все это подтверждало электромагнитное происхождение светового
излучения.
Однако физики столкнулись с большими трудностями, когда пытались объяснить
законы излучения самого распространенного источника света - нагретого твердого
тела. Ведь это и нить электрической лампы накаливания, и раскаленные топки
печей, и... тело человека. Да и главный источник энергии - Солнце - излучает
по законам, близким к законам излучения нагретого твердого тела. Конечно,
мимо такой задачи пройти было невозможно.