Применение лазера в опыте Майкельсона – Морли
В своей работе «К электродинамике движущихся сред» А.Эйнштейн указал, что распространению принципа относительности на оптику и электродинамику содействовали и «неудавшиеся попытки обнаружить движение Земли относительно «светоносной среды». Эйнштейн никогда не указывал, какие именно опыты он имел в виду. Появление специальной теории относительности (СТО) многими физиками было расценено как попытка объяснения отрицательного результата именно опыта Майкельсона – Морли, в котором, как полагают, вопрос о движении Земли относительно эфира был поставлен в наиболее прямой форме. Эта версия укоренилась в литературе, в частности, в учебной: очень удобно методически выводить СТО из опыта Майкельсона – Морли.
Известно, что при постановке своего опыта в 1881г. Майкельсон полагал время T┴ движения луча света от источника света (полупрозрачного зеркала) до отражателя и обратно в направлении, перпендикулярном движению прибора, равным 2L/c. Однако при постановке этого же опыта в 1887г. он принял T┴=2L/c/√(1–v²/c²), оказав тем самым большую услугу теории, которую сам впоследствии назвал чудовищем.
Как описывает У.И.Франкфурт в [1], «Новые возможности повышения точности опытов типа Майкельсона появились с созданием квантовых генераторов. Шамир и Р.Фокс повторили опыт Майкельсона с одним лазером. В оба плеча интерферометра были введены стеклянные стержни одинаковой длины. Опыт показал отсутствие эфирного ветра со скоростью, превышающей 6,6км/с». Так как ожидаемая скорость эфирного ветра в этом опыте, как и в опыте Майкельсона – Морли должна была быть не меньше 30км/с, результаты опыта Шамира и Фокса следует признать нулевыми.
В этом опыте, очевидно, свет движется внутри стеклянных стержней. В системе координат, связанной с эфиром, стеклянные стержни движутся в направлении движения интерферометра. Соответственно, и свет, движущийся внутри этих стержней, также смещается в направлении движения интерферометра. В этом случае скорость света, движущегося внутри стержня в перпендикулярном направлении, оказывается равной √(c²–v²), а путь, который проходит каждый импульс света, равным √(L²–(vt)²) (рис.1). Тогда время t движения луча света от полупрозрачного зеркала к отражателю в перпендикулярном направлении оказывается равным L/c, а время T┴=2t=2L/c.
Рис.1. Система координат, связанная с эфиром а) треугольник скоростей; б) треугольник расстояний
В этом случае, если сокращение длины одного из плеч прибора действительно имеет место, коэффициент сокращения длины должен быть принят равным 1–v²/c², а не √(1–v²/c²) как это следует из преобразований Лоренца-Эйнштейна. Таким образом, применительно к данному опыту преобразования Лоренца-Эйнштейна не имеют никакого физического смысла.
Предположим теперь, что, как это следует из СТО, не существует никакой среды, заполняющей все мировое пространство, относительно которой интерферометр движется с некоторой скоростью, равной, по крайней мере, орбитальной скорости Земли. В этом случае T|| будет равно T┴=2L/c. Однако если сокращение длины одного из плеч действительно имеет место, тогда T|| уже не будет равно T┴ именно вследствие сокращения длины, так как с учетом сокращения длины плеча, параллельного движению интерферометра, время T|| оказывается равным 2L/c/√(1–v²/c²), тогда как время T┴ по-прежнему равно 2L/c.
Немного больше о технологиях >>>
Оптимизация структуры стохастического графа c переменной интенсивностью выполнения работ
Задача
распределения ресурсов (нескладируемого типа) на cтохастических сетях (параллельные
проекты) сформулирована как обусловленная переменной структурой графа.
Предложенный метод решения обеспечивает получение экстремального графа для
случая, когда каждая работа многопроектно ...
Молекулы-русалки
Эта история начинается с
одного из многочисленных увлечений Бенджамина Франклина, выдающегося
американского ученого и респектабельного дипломата. Будучи в 1774 году в
Европе, где он улаживал очередной конфликт между Англией и Североамериканскими
Штатами, Франклин в свободное вр ...
