Диоген Лаэртский (начало III в. н.э.): "Наконец, одни философы называются физиками, за изучение природы; другие — этиками, за рассуждение о нравах; третьи — диалектиками, за хитросплетение речей. Физика, этика и диалектика суть три части философии; физика учит о мире и обо всем, что в нем содержится; этика — о жизни и свойствах человека; диалектика же заботится о доводах и для физики и для этики."
Разность скоростей распространения света можно было бы определить по смещению интерференционных полос при вращении прибора.
Мысленно проделаем весь этот эксперимент, отвлекшись от многих чисто экспериментальных трудностей, которые необходимо было преодолеть Майкельсону и Морли. Вообразим себе огромный интерферометр с плечами ММ1 (путь 1) и ММ2 (путь 2), причём [ММ1] = [ММ2] = L, который плавает по поверхности ртути. Ориентируем его на ось SM1 в направлении движения Земли по отношению к удалённым неподвижным звёздам. Разумно предположить, что это и есть направление, по которому мы вместе с Землёй движемся сквозь эфир (если только последний существует).
Пусть скорость света относительно эфира равна С. Из преобразований Галилея тогда следует, что скорость света относительно Земли вдоль плеча интерферометра, параллельного скорости движения Земли, равна:
(для света, идущего от М к М1)
5-1
(для света, идущего от М1 к М)
Времена, необходимые для прохождения световой волны по этим двум путям соответственно равны:
5-2
Таким образом, время, необходимое свету для прохождения по замкнутому пути ММ1М, параллельному движению Земли, оказывается равным
5-3
Время, необходимое свету для прохождения замкнутого пути перпендикулярно движению Земли, равно
5-4
Этот результат следует из классического правила сложения скоростей, как это проиллюстрировано на рисунке 5-2.
Рис. 5-2
Если С – скорость света относительно эфира в системе отсчёта S1, то скорость относительно Земли (система отсчёта S2) света, движущегося по ММ2 (рис. 5-2-а) и по М2М (рис. 5-2-б) в обоих случаях равна . Формулы 5-3 и 5-4 дают время распространения света по путям ММ1М и ММ2М, измеренное нами (как наблюдателями на Земле). Отметим, что, поскольку мы сейчас анализируем эксперимент Майкельсона-Морли с помощью преобразований Галилея, эти времена не должны зависеть от состояния нашего движения (т.е. движения наблюдателя). Из формул 5-3 и 5-4 тогда получим:
5-5
Таким образом, t|| t, и обе части когерентного пучка дадут интерференционную картину, когда они встретятся.
Когда Майкельсон и Морли выполняли очень тщательно свой опыт, они ожидали получить сдвиг интерференционной картины по меньшей мере на 0,40 полосы.
Данная книга публикуется частично и только в целях ознакомления! Все права защищены.