Данная статья является ответом на статьи в КЛК – репоста «Об эфирном ветре» из НиТ, опубликованного VlaDmiZa, и статьи Л.М.Топтуновой «Причина отрицательного результата эксперимента Майкельсона – Морли». В первой статье нечетко приведены расчеты эксперимента и размыта его суть. Вторая статья опровергает корректность самого эксперимента, в ней заявляется об ошибке в конструкции интерферометра Майкельсона. С этим трудно согласиться хотя бы потому, что данный прибор широко используется в физике с различными целями. Здесь я попробую показать, в чем ошибка самой Л.М.Топтуновой.
Итак, эксперимент Майкельсона-Морли был проведен с целью доказательства движения Земли сквозь эфир. Считалось, что если луч света направить по движению Земли, то набегающий «эфирный ветер» будет уменьшать скорость света, и наоборот. В положительном результате эксперимента авторы не сомневались, к тому же им удалось построить весьма чувствительный прибор – интерферометр Майкельсона. Еще раз приведем схему прибора.
Рис.1.
Для упрощения расчетов предполагаем, что прибор сориентирован так, что «эфирный ветер» набегает (по чертежу) вертикально, сверху вниз, а не под углом. Полупрозрачное зеркало А разделяет луч света от источника S на два взаимно перпендикулярных луча. Первый движется вверх, «против ветра», до зеркала В, отражается от него, движется назад, «по ветру», попадая снова в точку А. Второй луч движется горизонтально влево, перпендикулярно «эфирному ветру», отражается от зеркала С и тоже попадает в точку А. В результате расщепления лучи являются когерентными, и образовавшуюся интерференционную картину можно наблюдать прибором D. В результате действия эфирного ветра интерференционные полосы смещаются. Если повернуть прибор на 90 градусов вправо, то будет наблюдаться такое же смещение в другую сторону. Измеряя двойное смещение, можно определить скорость «эфирного ветра».
Главное. Выберем для расчетов систему координат, связанную с прибором, а не с эфиром – то есть, систему координат, в которой прибор покоится, а из-за движения Земли «эфирный ветер» налетает сверху вниз, сдувая свет в направлении своего движения. Пусть скорость света равна c, скорость эфира (скорость Земли) – v, плечи интерферометра АВ и АС имеют одинаковую длину, равную L. Определим время движения вертикального луча T1 и время движения горизонтального луча T2, после чего найдем их разницу. Предполагаем вслед за экспериментаторами, что скорости светового луча и эфира могут складываться и вычитаться по галилеевскому закону.
Первый луч идет сначала вверх «против ветра», скорость его должна уменьшаться и равняться c – v . На обратном пути он идет «по ветру» и его скорость должна теперь быть c + v . Таким образом, общее время движения должно равняться:
T1 = L/(c-v) + L/(c+v) = (2L/c) * c^2/(c^2 – v^2)
– промежуточные выкладки элементарны и легко проверяются. Заметим, что если v = 0, то T1 = 2L/c – как и должно быть.
Если бы мы выбрали систему координат, связанную с эфиром, рассчитывать пришлось бы по-другому.
А вот теперь в чем ошибка Л.М.Топтуновой. Рассмотрим движение горизонтального луча
Рис. 2.
Л.М.Топтунова утверждает, что с учетом взаимного движения прибора и эфира все считают, что луч проходит путь А – С1 – А1, тогда как нужно считать, что он пошел вниз по пути А – С2 – А2, и в этом она видит конструктивную ошибку прибора, делающую результат эксперимента отрицательным. Но, во-первых, путь А – С1 – А1 в точности равен пути А – С2 – А2, а во-вторых, это вообще не имеет никакого значения! Мы выбрали систему координат, в которой прибор неподвижен. Как бы ни двигался луч, горизонтальная составляющая его скорости равна c. А, значит, время движения этого луча:
T2 = 2L/c
Если считать, что луч движется по гипотенузам треугольников АС1 – СА1 или АС2 – СА2 и складывать скорости векторно, то получим тот же результат.
Сравнивая формулы, мы видим, что Т1 ≥ Т2. Простыми алгебраическими вычислениями легко показать, что:
T1 – T2 = (2L/c) * ( v^2/(c^2 – v^2) )
- эта формула получена без приближений. Из-за разницы времен получается сдвиг интерференционных полос. Видно, что при отсутствии «эфирного ветра», когда v = 0, эта разница обращается в нуль.
Выводы:
1. Никакой конструктивной ошибки в интерферометре Майкельсона нет.
2. Уточнена расчетная формула для эксперимента Майкельсона – Морли, не противоречащая самой сути эксперимента.
3. Результат эксперимента Майкельсона – Морли наукой принят совершенно адекватно.
Вступите в группу, и вы сможете просматривать изображения в полном размере
Это интересно
+1
|
|||
Последние откомментированные темы:
-
Ответы на детские вопросы про "Лунную Афёру"
(1)
kauperwud
,
28.02.2022
-
Космический корабль в несколько километров: все, что известно о новом проекте Китая
(2)
андрей1
,
27.02.2022
-
ЗАГАДКИ "ПАРАДОКСА ФЕРМИ" БОЛЬШЕ НЕТ?
(3)
donskarloss@gmail.com
,
27.02.2022
-
Марсианские реки
(1)
donskarloss@gmail.com
,
27.02.2022
-
Семь спорных причин считать, что на Земле существовали цивилизации до людей
(1)
donskarloss@gmail.com
,
24.02.2022
20240427011713