С. Э. ФРИШ.

Со времен теоретических работ Максвелла и экспериментальных работ Герца мы знаем, что световые волны являются волнами электромагнитными, по своей природе тождественными с волнами, ныне употребляемыми в радиотелеграфии. От волн радио волны света отличаются необычайно малой длиной (под длиной волны подразумевается расстояние между двумя соседними гребнями волны). Если длина волн радио измеряется метрами и даже километрами, то длина световых волн измеряется стотысячными долями сантиметра или, что то же самое, десятыми долями микрона (μ). От длины световой волны зависит цвет света. Наименьшей длиной волны, именно около 0,4 μ, обладают фиолетовые лучи, наибольшей (0,76 μ) — красные. Белый свет представляет собой смесь лучей всевозможных цветов. Пропуская белый свет через призму из прозрачного вещества, мы получим, как известно, окрашенную полосу, называемую спектром. В спектре лучи, так сказать, рассортированы по их длинам волн. То же явление можно получить, пропуская или отражая свет от пластинки с нанесенным на нее большим числом параллельных штрихов. Такого рода штрихованные пластинки были впервые употреблены немецким физиком Фрауенгофером и названы им дифракционными решетками. Дифракционная решетка позволяет не только получить спектр, но и измерить длины волн лучей, образующих данный спектр.

Светящийся пар или газ испускает свет лишь вполне определенных частот, благодаря чему его спектр состоит из отдельных светлых линий на темном фоне; такие спектры называются линейчатыми. При исследовании спектра естественно возникают вопросы: почему спектр прекращается у красного и фиолетового конца. Существуют ли длины волн большие 0,76 μ и меньшие 0,4 μ? И действительно, еще в конце 18 столетия было открыто, что спектр простирается далеко как за красную, так и за фиолетовую область. Новые лучи — инфракрасные и ультрафиолетовые отличаются от видимых лучей лишь длиной волны: инфракрасные лучи обладают длиной волны большей, чем видимые, а ультрафиолетовые — меньшей. Французские физики Маскар и Корню исследовали большое число спектров в ультрафиолетовой области и достигли длины волны втрое более короткой, чем длина волны зеленых лучей. Если ввести, ныне употребляемую в спектроскопии, единицу длины, равную одной десятитысячной доле микрона и называемую ангстремом в честь шведского физика Ангстрема, то длина волны крайних линий, наблюденных Маскаром и Корню (линия алюминия) будет γ — 1 852 ангстремам в то время, как длина волны зеленых лучей равна 5000 ангстремам с лишним. Дальнейшее изучение ультрафиолетовых лучей затрудняется тем, что эти лучи поглощаются не только твердыми телами, но даже и самым воздухом. В конце прошлого столетия Рентген открыл новый вид лучей, носящих теперь его имя. Целый ряд исследователей показал, что рентгеновы лучи являются так же, как и световые, электромагнитными волнами, но необычайно малой длины, не превышающей нескольких ангстрем.

Рентгеновы лучи не преломляются и не отражаются зеркалом, благодаря чему нельзя получить спектр рентгеновых лучей ни с помощью призм, ни с помощью дифракционных решеток. Но природа приходит здесь нам на помощь, давая в кристаллах естественные дифракционные решетки. Атомы в кристаллах расположены не беспорядочно, но в виде определенной пространственной решетки. Длина волны рентгеновых лучей так мала, что атомная пространственная решетка кристаллов может играть по отношению к ним ту же роль, что дифракционная решетка по отношению к лучам видимым и ультрафиолетовым. Наблюдая с помощью кристаллов спектры рентгеновых лучей, можно было установить существование линейчатых рентгеновых спектров, характерных для различных химических элементов.

Длина волны рентгеновых линий колеблется от 0,2 до 18 ангстрем. Получение спектров рентгеновых лучей с длиной волны большей, чем 18 ангстремов, с помощью кристаллов невозможно, т. к. пространственная решетка кристаллов для них чересчур мелка.

Промежуток между наиболее длинными рентгеновыми волнами и наиболее короткими ультрафиолетовыми удалось в значительной степени заполнить со стороны ультрафиолетовых лучей. Короткие ультрафиолетовые лучи, как было указано, поглощаются воздухом; для значительно более коротких рентгеновых лучей воздух, как и большинство твердых тел, опять прозрачен. Еще в конце прошлого столетия немецкий физик Шуман построил спектрограф, помещенный в сосуд, из которого выкачивался воздух. С помощью такого вакуум-спектрографа Шуман достиг области в 1200 ангстрем, начиная с которой обнаруживалось сильное поглощение флюорита, из которого делались линзы и призмы спектрографа.

В последнее время американские ученые Лейман и Милликэн, идя по пути, намеченному Шуманом, построили вакуум-спектрографы, в которых, благодаря употреблению отражательных вогнутых дифракционных решеток, отсутствовала всякая поглощающая среда. Особенных успехов достиг Милликэн, получивший спектральные линии с длиной волны в 137 ангстрем. Таким образом, неисследованная область совсем сузилась, занимая, в шкале длин волны, промежуток от 18 до 137 ангстрем. Но изучению промежуточной области, казалось, должны были мешать совсем непреодолимые трудности. Длина волны промежуточных лучей уже настолько велика, что кристаллическая решетка для них больше не годится; с другой стороны, она настолько мала, что лучи перестают правильно отражаться от искусственных решеток. Но вот в самое последнее время американский ученый Комптон сделал открытие, позволившее проникнуть в область, казавшуюся недоступной. Он нашел, что при скользящем падении на металлическую поверхность рентгеновы лучи испытывают правильное отражение, так называемое полное внутреннее отражение. На основании этого открытия оказалось возможным, заставляя лучи падать в вакуум-спектрографе на дифракционную решетку под весьма малым углом, получить спектральные линии, лежащие в промежуточной области. Хент в Америке и Тибо во Франции сфотографировали спектральные линии с длиной волны, примерно, в 60 и 40 ангстрем, т. е. как раз соединяющие ультрафиолетовые лучи с рентгеновыми. Таким образом, мы имеем теперь один непрерывный спектр электромагнитных волн, тянущийся от волн радио до рентгеновых лучей.

С. Фриш.