| Суть другого способа, тоже предложенного Вавиловым, состояла в следующем. Если работать с очень сильными источника ми света, то молекулы вещества, поглощая кванты света, будут переходить в возбужденное состояние. По мере возрастания интенсивности потока число этих молекул будет возрастать, еле довательно, поглощение света данной длины волны должп уменьшиться (ведь центров поглощения будет меньше). Обнаружение такого эффекта на опыте явилось бы также прямым подтверждением квантовой природы света. Опыты, проведенные Вавиловым в 1919—1920 гг., дали отри дательный результат, хотя интенсивность света менялась 1019 раз. Причину неудачи можно понять из следующих соображений. Индикатором слабого света в опытах был глаз. Он очень чувствителен, но инерционен, сохраняя зрительное ощущение при¬мерно 0,1 с. Это и приводит к усреднению световых флуктуации, и они становятся незаметными. Что касается опытов с сильными источниками света, то число центров поглощения заметно умень¬шить не удалось. Молекулы в возбужденном состоянии находятся всего 10-я с, а затем переходят в обычное состояние, излучая поглощенную энергию. Для этого нужны были, во-первых, более мощные световые потоки и, во-вторых, вещества, в которых молекулы более длительное время находятся в возбужденном состоянии. К этому вопросу С. И. Вавилов возвратился в 1925 г. и вместе со своим помощником В. Л. Левшиным провел новые серии опытов. Экспериментальная техника за эти пять лет значительно выросла, глубже стали знания физиков и о строении молекул. В результате опытов было обнаружено уменьшение коэффициента поглощения уранового стекла при больших интенсивностях света. Этот эффект Вавилова-Левшина лег в основу новой области науки — нелинейной оптики. Сейчас он используется как оптический затвор в импульсных твердотельных лазерах. Этот затвор представляет собой кювету со специально подобранной жидкостью, которая становится прозрачной для лазерного излучения лишь при достижении пучком определенной мощности. Далее Вавилов стремился выяснить границы применимости принципа суперпозиции. Суть принципа состоит в том что два световых луча, пересекаясь друг с другом, не взаимодействуют, и каждый распространяется так, как если бы другого не было. Но если свет — поток фотонов, то разве фотоны не могут взаимодействовать (сталкиваться) друг с другом? Для того чтобы вероятность столкновения была больше, надо, видимо, брать сильные световые потоки. Сергей Иванович ставит соответствующие опыты, но эффекта рассеяния фотонов на фотонах не обнаруживает. В связи с этим Вавилов писал, что принцип суперпозиции, по крайней мере видимого света, является одним из точнейших положений оптики. И до сих пор физики не обнаружили нарушения этого принципа. С 1932 по 1942 г. С. И. Вавилов вместе с сотрудниками Ленинградского государственного оптического института проводит серию опытов по исследованию квантовых флуктуации в слабых световых пучках. В качестве индикатора он снова использует глаз, посылая в него свет отдельными кратковременными вспышками, чтобы не учитывать его инерционность. Световой поток по силе находился вблизи порога зрительного ощущения. Кроме того, глаз в опытах строго фиксировался, чтобы световой поток попадал в одно и то же место сетчатки и не нужно было бы учитывать разную чувствительность ее различных участков. Многочисленные опыты, проведенные с особой тщательностью, однозначно показали наличие квантовых флуктуации и их статистический характер. Это были опыты, в которых ученые впервые «увидели» световые кванты и которые привели к важным выводам в области физиологической оптики. В этот же период С. И. Вавилов ставит опыты по наблюдению квантовых флуктуации при интерференции. При интерференции двух когерентных лучей возникает устойчивая картина из светлых и темных полос. А что изменится в этой картине, если лучи будут слабыми? Темные полосы, очевидно, не изменятся, светлые же, благодаря квантовым флуктуациям, будут изменять свою интенсивность, и при малой силе света эти изменения будут различимыми для глаза. Опыты прекрасно подтвердили эту идею. Работы С. И. Вавилова по квантовым флуктуациям получили высокое признание и вызвали большой интерес за рубежом. В 1943 г. за эти работы Вавилов был удостоен Государственной премии II степени. далее