Учебная работа. Реферат: Опыты Саньяка, Майкельсона – Гаэля, Миллера

Учебная работа. Реферат: Опыты Саньяка, Майкельсона – Гаэля, Миллера

Валерий Петров

Введение

анализ результатов опытов Эйхенвальда и Вильсона дает основания утверждать, что, по последней мере, в электродинамике движение относительно эфира постоянно сопровождается полностью наблюдаемыми явлениями, надлежащими скорости такового движения. Не лишенным смысла потому оказывается вопросец о том, не сопровождается ли, вопреки принятому воззрению, движение относительно эфира также какими-либо оптическими явлениями, надлежащими скорости такового движения? совместно с тем, из опытов Эйхенвальда следует, на наш взор, полностью обоснованный вывод, что твердые тела, воды, также газы при ненулевой их вязкости непроницаемы для наружного по отношению к ним эфира, как следует, «эфирный ветер», обусловленный движением Земли относительно мирового эфира, в атмосфере Земли не возникает, а поэтому не быть может найден никакими опытами, что противоречит, согласно принятому воззрению, результатам опытов Майкельсона – Гаэля и Миллера. Поглядим, как принятые представления соответствуют истин.

Опыты Саньяка

В 1912г. Гаррес, а потом Саньяк выполнили так именуемый «вихревой» опыт, мысль которого заключалась в том, что луч света делится на два, один из которых движется в направлении вращения установки, иной – в обратном направлении. В опыте Гарреса лучи света движутся снутри кольца, составленного из прозрачных кристаллов; в опыте Саньяка – в воздухе. Схема опыта Саньяка приведена на рис.1.

Рис. 1. Схема опыта Саньяка

Луч света попадает на полупрозрачное зеркало A, где расщепляется на два луча. один луч движется по контуру ABCD, иной – в обратном направлении.

Когда устройство неподвижен, время, затрачиваемое на обход замкнутого пути ABCD, назад пропорционально v. Когда устройство вращается, время, затрачиваемое на обход такого же контура, назад пропорционально величине (c+v) для луча света, передвигающегося в одном направлении, и величине (c–v) для луча света, передвигающегося в обратном направлении. Опыт Саньяка был повторен Погани в 1925…1926гг. Как считает С.И.Вавилов «Небольшой интерферометр Саньяка обнаруживает… оптический вихрь», как следует, он не увлекает эфира. Таково единственно вероятное разъяснение этого опыта на базе представления о эфире… Если б явление Саньяка было открыто ранее, чем выяснились результаты опытов второго порядка, оно, естественно, рассматривалось бы как блестящее экспериментальное подтверждение наличия эфира. Но в ситуации, создавшейся… опосля опыта Майкельсона, опыт Саньяка разъяснил малое» [1], основным образом поэтому, что эти опыты не были доведены до собственного логического окончания. По последней мере, остался невыясненным основной вопросец: что такое устройство передвигающийся и устройство недвижный? Относительно чего же измеряется скорость вращения интерферометра в этих опытах?

Можно сказать, что скорость измеряется относительно недвижного воздуха в лаборатории, где производились эти опыты. Представим, но, что опыты выполнятся в вакуумной камере, заполненной воздухом. Представим, что устройство вращается совместно с вакуумной камерой. Есть основания утверждать, что в этом случае вращение устройства совместно с вакуумной камерой относительно стенок лаборатории не будет сопровождаться конфигурацией интерференционной картины, с какой бы скоростью не вращалась вакуумная камера совместно с устройством, так как в этом случае отсутствует движение устройства относительно окружающего этот устройство воздуха. означает, предпосылкой конфигурации интерференционной картины является движение устройства относительно окружающего устройство воздуха? И вправду, вращение устройства относительно воздуха снутри недвижной вакуумной камеры приведет к изменению интерференционной картины, соответственной скорости вращения устройства. Представим, но, что в вакуумной камере сотворен глубочайший вакуум. И в этом случае есть основания утверждать, что вращение интерферометра относительно недвижной вакуумной камеры приведет к изменению интерференционной картины. Разумеется, что вращение устройства относительно стенок вакуумной камеры есть сразу вращение относительно вакуума либо эфира, находящегося снутри вакуумной камеры. Как следует, предпосылкой конфигурации интерференционной картины является вращение интерферометра относительно вакуума либо эфира, недвижного снутри недвижной вакуумной камеры. Если б Саньяк выполнил таковой опыт, сейчас ни у кого не было бы колебаний в том, что и в оптике движение относительно эфира постоянно сопровождается полностью наблюдаемыми явлениями, надлежащими скорости этого движения.

Представим, дальше, что Саньяк несколько изменил схему собственного опыта так, как это изображено на рис.2. Как и до этого, луч света, проходя через полупрозрачное зеркало, расщепляется на два луча, передвигающихся во взаимно обратных направлениях к непрозрачным зеркалам S1
и S2
, отражаются от этих зеркал и, опять проходя через полупрозрачное зеркало, попадают на экран либо в зрительную трубу, где наблюдается интерференционная картина. Устройство вращается относительно оси, проходящей через точку A.

Рис. 2. Модифицированная схема опыта Саньяка

Есть основания утверждать, что вращение устройства будет сопровождаться конфигурацией интерференционной картины, подходящим скорости его вращения. Несложно узреть, что схема этого опыта соответствует схеме известного опыта Майкельсона – Морли с той только различием, что в опыте Майкельсона – Морли устройство вращается совместно с Землей относительно Солнца. Скорость движения устройства в опытах Саньяка составляет величину порядка нескольких метров за секунду, и при всем этом конфигурации интерференционной картины оказываются полностью наблюдаемыми. Скорость движения устройства в опытах Майкельсона – Морли составляет величину порядка 30 км в секунду, и при всем этом никакого конфигурации интерференционной картины не наблюдается.

Есть и очередное немаловажное событие: в опытах Саньяка имеет пространство движение устройства относительно воздуха, тогда как в опытах Майкельсона – Морли такового движения нет. Таковым образом, имеются основания утверждать, что отсутствие движения устройства относительно воздуха значит то же самое, что и отсутствие движения устройства относительно вакуума либо эфира. Как следует, «эфирный ветер», обусловленный движением Земли, в атмосфере Земли не возникает, а поэтому и не быть может найден никакими опытами.

Опыты Майкельсона – Гаэля и Миллера

В 1925г. Майкельсоном вместе с Гаэлем был выполнен опыт, целью которого было обнаружение «эфирного ветра», обусловленного дневным вращением Земли. Схема опыта Майкельсона – Гаэля приведена на рис.3. Луч света, попадая на полупрозрачное зеркало D, делится на два луча, передвигающихся во взаимно обратных направлениях в трубах, проложенных по земле. Потому что изменять скорость вращения установки в этом опыте нереально, «…Майкельсон сделал два контура – большенный DABCD… и малый DAB’C’D» [2]. один из лучей света движется по контуру DABCD, 2-ой – по контуру DAB’C’D. Так как BC равно B’C’, то разность времен хода лучей в установке обоснована разностью длин l=AB+CD и l’=AB’+C’D.

Рис 3. Схема опыта Майкельсона – Гаэля

Как отмечает С.И.Вавилов, «…площадь малого контура… так мала, что смещением, вызываемым вращением Земли.., можно пренебречь» [1]. В реальности, но, это не так: разность времен хода лучей обоснована конкретно разностью длин l и l’. При l’=0 никакой разности времен не возникает.

При выполнении этого опыта наблюдалась интерференционная картина, соответственная скорости дневного вращения Земли. Как считает Л.И.Мандельштам, опыт Майкельсона – Гаэля «Это повторение опыта Саньяка, но вращение установки обосновано вращением Земли» [2].. В реальности, опыт Майкельсона – Гаэля – это повторение опыта Майкельсона – Морли. Понятно, что устройство в опыте Майкельсона – Морли можно было установить так, чтоб положение 1-го из плеч устройства соответствовало направлению дневного вращения Земли. чувствительность устройства и точность измерений в опыте Майкельсона – Морли были не ниже, чем в опыте Майкельсона – Гаэля. Но ни при каком положении устройства в опыте Майкельсона – Морли «эфирный ветер», в том числе и обусловленный дневным вращением Земли, найден не был. Буквально так же и в опыте Майкельсона – Гаэля «эфирный ветер», обусловленный орбитальным движением Земли, не был найден, хотя направление дневного движения Земли практически параллельно направлению ее орбитального движения. Это дает основания утверждать, что и в опыте Майкельсона – Гаэля «эфирный ветер», обусловленный дневным вращением Земли, также не был найден.

В опыте Майкельсона – Морли лучи света движутся в 2-ух взаимно перпендикулярных направлениях. Разумеется, что, изменяя длину 1-го из плеч устройства, можно получить интерференционную картину, подобающую ожидаемой скорости «эфирного ветра».

В опыте Майкельсона – Гаэля, где наблюдаемая интерференционная картина обоснована конкретно разностью длин l и l’, постоянно можно подобрать такие размеры AB’ и C’D, чтоб наблюдаемая при всем этом интерференционная картина соответствовала ожидаемой скорости «эфирного ветра». Не имеет значения, является ли совпадение размеров огромного и малого контуров в опыте Майкельсона – Гаэля случайным, либо же оно было намеренным, принципиально другое – «эфирный ветер», обусловленный дневным вращением Земли, который не был найден в опытах Майкельсона – Морли, не мог быть найден и в опытах Майкельсона – Гаэля.

В 1921г. «…Миллер установил интерферометр… на горе Маунт – Вильсон на высоте 6000 футов. Был найден дрейф эфира около 10км/с в направлении на северо-запад. Появилось подозрение о том, что наблюдаемый эффект должен происхождением магнитострикции. Железная база, несущая зеркала, была заменена дюралевой и древесной. Итог был этот же, что и ранее. Миллер объяснил результаты опытов так: найден дрейф Земли относительно эфира… по направлению к созвездию Дракона. В 1926г. Кеннеди выстроил интерферометр… Оптическая часть устройства помещалась в герметический железный корпус… Скорости 10км/с соответствовал сдвиг 0,008 полосы. В реальности сдвиг найти не удалось. Крайним из серии контрольных опытов был опыт, поставленный Иосом в 1930г. в Иене. Интерферометр, смонтированный на кварцевом основании, помещался в герметический железный футляр, из которого откачивался воздух. Верхняя граница регистрируемого эфирного дрейфа составляла 1,5км/с… в 1933г. в… статье о итогах собственных работ Миллер отказался признать, что опыты крайних лет отторгают его результаты. По его воззрению, во всех… опытах, где интерферометр был заключен в железный корпус либо помещался в комнатах с громоздкими стенками, ниже уровня Земли и т.д. были нарушены условия для вольного движения эфира» [3]. Так был ли найден «эфирный ветер» в опытах Миллера либо нет?

Схема опыта Майкельсона – Морли ничем принципно не различается от опыта Миллера. В опыте Майкельсона – Морли устройство можно было ориентировать в котором угодно направлении, но ни при каком положении устройства «эфирный ветер» не наблюдался. Можно представить, что чувствительность устройства в опыте Миллера существенно выше, чем в опыте Майкельсона – Морли. В реальности, чувствительность устройства в опытах Майкельсона – Морли оказывается полностью достаточной, если мы учтем последующее событие.

Как надо из правильного анализа теории этого опыта, луч света, передвигающийся от полупрозрачного зеркала к зеркалу С перпендикулярно направлению движения устройства, отклоняется в направлении, оборотном предполагаемому движению устройства, т.е. в направлении движения «эфирного ветра», обусловленного движением устройства, как это изображено на рис.4.

Рис. 4. Передвигающийся устройство

Величина смещения точки С относительно точки C’ определяется последующим соотношением:

СС’=Lv/c.

где L – длина всякого из плеч устройства.

Понятно, что в опытах Майкельсона – Морли, выполненных в 1887г., величина L была равна 30 метрам. Тогда величина отличия точки С от точки С’ оказывается равной 3 миллиметрам (!) и могла бы быть найдена даже невооруженным глазом, но ничего подобного не наблюдалось. Как следует, не наблюдалось никакого «эфирного ветра» вследствие полного увлечения эфира атмосферой Земли при ненулевой ее вязкости, потому никакого «эфирного ветра» не могло наблюдаться и в опытах Миллера. Наблюдаемый в опытах Миллера эффект никак не связан с движением Земли относительно мирового эфира.

В опытах Миллера обращают на себя внимание последующие происшествия:

направление на созвездие Дракона, в каком наблюдается больший эффект, совпадает с направлением на северный магнитный полюс Земли – отсюда и появилось подозрение, что предпосылкой обнаруживаемого в опытах Миллера эффекта является магнитострикция;

эффект миниатюризируется либо исчезает совсем, когда интерферометр помещается в железный ящик, в комнатах с громоздкими стенками, ниже уровня Земли и т.д., – во всех этих вариантах магнитное поле Земли ослабляется; ослабляется также и эффект, обнаруживаемый в опытах Миллера.

Перечисленные происшествия дают достаточные основания считать, что эффект Миллера связан конкретно с магнитным полем Земли и значит, что скорость света в опытах Миллера в направлении вдоль линий магнитного поля Земли и в направлении, перпендикулярном сиим линиям, оказывается различной. Не имеет значения, обосновано ли это различие конфигурацией коэффициента преломления газов, входящих в состав атмосферы, под действием магнитного поля Земли либо же это различие обосновано взаимодействием света, имеющего электромагнитную природу, с магнитным полем Земли, принципиально то, что эффект Миллера никак не связан с движением Земли – «эфирный ветер», обусловленный движением Земли, не находится никакими опытами, что полностью соответствует опытам Саньяка – отсутствие движения относительно воздуха значит то же самое, что и отсутствие движения относительно эфира.

Заключение

анализ опытов Саньяка, Погани, Гарреса, Физо, Майкельсона – Гаэля, Миллера дозволяет заключить последующее:

1. В оптике, как и в электродинамике, наружный по отношению к передвигающимся жестким телам эфир совсем не увлекается движением этих тел, потому разъяснить нулевой итог опытов Майкельсона – Морли увлечением наружного по отношению к поверхности Земли эфира не представляется вероятным.

2. В опыте Саньяка имеет пространство движение установки относительно эфира, недвижного относительно атмосферы Земли. Таковым образом, и в оптике, как ив электродинамике, движение относительно эфира постоянно сопровождается полностью наблюдаемыми эффектами: конфигурацией интерференционной картины; возникновением магнитного поля как следствия движения зарядов относительно эфира (опыты Эйхенвальда); возникновением зарядов на пластинках конденсатора, передвигающегося в магнитном поле относительно эфира (опыты Вильсона). В свою очередь, отсутствие каких-то эффектов значит отсутствие движения относительно эфира.

3. Неподвижность устройств относительно воздуха значит то же самое, что и неподвижность устройств относительно эфира: опыты Траутона и Набла, Томашека, Чейза в электродинамике; опыты Эйри, Майкельсона – Морли и почти всех остальных в оптике.

4. «Эфирный ветер», обусловленный движением Земли, в атмосфере Земли не возникает при ненулевой ее вязкости, а поэтому не быть может найден никакими опытами – эффект, обнаруживаемый в опытах Майкельсона – Гаэля обоснован разностью длин огромного и малого контуров и не зависит от скорости дневного вращения Земли; эффект, обнаруживаемый в опытах Миллера есть итог конфигурации скорости света в направлении силовых линий магнитного поля Земли и в перпендикулярном к сиим линиям направлении; как и в опыте Майкельсона – Гаэля величина эффекта, обнаруживаемого в опытах Миллера, не зависит от движения Земли относительно мирового эфира.

5. Полное увлечение эфира атмосферой Земли при ненулевой ее вязкости является единственным разъяснением результатов всех узнаваемых опытов, целью которых являлось обнаружение движения Земли относительно мирового эфира, т.е. эфира, находящегося вне атмосферы Земли; можно показать, что полное увлечение эфира атмосферой Земли при ненулевой ее вязкости и полное неувлечение эфира атмосферой при нулевой ее вязкости в точности соответствует наблюдаемой картине звездной аберрации, которая и может лишь появиться при обозначенных свойствах атмосферы Земли.

6. Разъяснение как нулевых, так и не нулевых результатов узнаваемых опытов, предлагаемых специальной теорией относительности (СТО), основано на бессчетных ошибках как при постановке, так и при анализе этих опытов, устранение которых делает практически естественным фактом полную научную несостоятельность СТО.

Перечень литературы

С.И.Вавилов. Экспериментальные основания теории относительности. Москва – Ленинград: Государственное издательство., 1928.

Л.И.Мандельштам. Лекции по оптике, теории относительности и квантовой механике. – М.: Наука, 1972.

У.И.Франкфурт. Особая и общая теория относительности. – М.: Наука, 1968.

]]>