Исследования русского ученого А. Г. Столетова по активноэлектрическим явлениям сыграли большую роль в изучении фотоэлектрического эффекта (физического явления, состоящего в том, что при действии видимого света, ультрафиолетовых, инфракрасных, рентгеновских лучей, а также гамма-лучей на вещество изменяются его электрические свойства). Фотоэлектрический эффект широко применяется в современной технике (телевидение, aвтоматикa, звуковое кино и т. д.). Телевизионные приборы и системы нашли самое широкое применение в военном деле. Они используются в системах управления различными боевыми средствами, служат датчиками информации, используются для связи космических объектов с Землей.
Важнейшее значение для военного дела имеет и такой раздел физики, как оптика. Она возникла как учение о свете в связи с изучением возможностей человека видеть окружающее пространство. Впоследствии физика расширила область исследования, и слово «свет» стало употребляться для обозначения объективного, происходящего вне нас явления, которое, воздействуя на глаз, вызывает субъективное зрительное ощущение. В настоящее время физика говорит о «свете» как о широкой совокупности единых по своей природе объективных явлений, сводящихся к распространению коротких электромагнитных волн. Родилась, таким образом, электромагнитная теория света. Она показала единство световых и электромагнитных явлений и дала новое доказательство основного положения диалектического материализма о глубокой взаимосвязи всех явлений природы.
В развитии современной оптики большую роль сыграли советские физики. А. Ф. Иоффе и Н. И. Добронравов произвели ряд опытов над элементарным фотоэффектом и получили важные результаты, подтверждающие закон, гласящий, что световая энергия поглощается отдельными порциями, величина которых пропорциональна частоте световых колебаний. С. И. Вавилов разработал метод, позволяющий визуально обнаруживать изменения слабых световых потоков, обусловленных их прерывистой структурой. Д. С. Рождественский развил учение о спектрах своими работами по аномальной дисперсии[1] и по теории атомов.
На базе достижений науки возникла мощная оптическая промышленность. Тончайшие оптические явления, изучаемые в физике, нашли самое широкое применение в технике и военном деле. Это различные системы наведения и управления, приборы контроля и измерений, элементы автоматических систем и многое другое. Область использования достижений оптики расширяется с каждым днем.
Но, конечно, особенное значение для военного дела имело развитие ядерной физики. Открытие способов боевого применения ядерной энергии явилось результатом длительного изучения объективных свойств окружающей нас природы, обобщением многочисленных вновь установленных фактов. Оно стало возможным благодаря достижениям современной физики, в результате которых было разработано учение о строении атома, о радиоактивности и изотопах, искусственном расщеплении ядер.
Возьмем такой пример. Элементарные частицы, входящие в состав ядра атома, движутся с большими скоростями. Например, скорость альфа-частиц составляет 20 тыс. км/сек, а их кинетическая энергия в 200 млн. раз превосходит энергию молекулы газа при комнатной температуре. Изучать движение частиц с такими, сравнимыми со скоростью света, скоростями методами классической механики нельзя. Для этих случаев применимы положения теории относительности и квантовой механики.
Важнейший закон теории относительности — закон взаимосвязи массы и энергии. Сущность его такова: внутренняя энергия тела равна массе покоя, умноженной на квадрат скорости света. До установления этого закона можно было использовать лишь ничтожные доли внутренней энергии (тепловая энергия, энергия химических реакций). Достижения в области физики ядра, развитие квантовой механики (науки о законах движения элементарных частиц) позволили открыть и извлечь атомную энергию. У людей появились практически неисчерпаемые запасы энергии. Как известно, это выдающееся достижение физики империализм использовал прежде всего в военных целях, что заставило и Советский Союз создать атомное оружие. Так в арсенале современных вооруженных сил появились атомные бомбы, основанные на реакции деления тяжелых ядер урана-235, урана-233 и плутония-239.
Вслед за реакцией деления была получена реакция синтеза изотопов водорода — дейтерия и трития с превращением их ядер в тяжелые ядра гелия. Такие реакции могут протекать при очень высоких температурах, порядка 10–15 млн. градусов. Подобные температуры возникают во время ядерных процессов на Солнце и на звездах, в результате которых выделяется огромная тепловая энергия. На Земле термоядерные реакции осуществляются пока в момент взрыва термоядерных бомб. Таким образом, другое выдающееся открытие физики привело к созданию еще более мощного оружия массового поражения — термоядерного оружия. В нашей стране созданы самые мощные термоядерные бомбы с тротиловым эквивалентом в 50 и даже 100 мгт. Они обладают колоссальной разрушительной силой и могут вызывать сильное радиоактивное заражение на огромных пространствах.
1
Дисперсия — рассеивание дневного света, разложение дневного света при помощи призмы на отдельные цветные (спектральные) лучи вследствие резкой преломляемости их в призме. Разложенный таким образом бесцветный (белый) луч дает на экране спектр, цветную полосу, с постепенным переходом цветов от красного до фиолетового. Дисперсия в математической статистике и теории вероятностей — наиболее употребительная мера рассеивания, т. е. отклонения от среднего. Аномальный — отклоняющийся от нормы, от общей закономерности, неправильный, необычный.