Menu
Опыты Майкельсона
В 1887 году Майкельсоном был поставлен специальный эксперимент по проверке этой гипотезы. Идея эксперимента Майкельсона состоит в следующем.


Рис. 1.27. Интерферометр Майкельсона

Рассмотрим интерферометр, с взаимно перпендикулярными плечами (см. рис. 1.27). Плечи интерферометра OM1 и OM2 равны друг другу. Разность хода лучей 1 и 2 возникает вследствие того, что луч 1 дважды проходит через пластинку P, а луч 2 - один раз. Сама пластинка P прозрачная, отражающая 50% падающего на нее света и пропускающая, соответственно, 50% света. Как известно, если разность хода между лучами 1 и 2 равна четному числу полуволн - то выполняется условие максимума, и мы будем видеть в микроскоп пластинку P светлой. Если же разность хода равна нечетному числу полуволн, то выполняется условие минимума, и мы будем видеть пластинку P темной.

Однако, такое наблюдение неудобно. Поэтому зеркало M1 ставят под небольшим углом, тогда интерференционная картина будет иметь вид полос равной толщины.

И при незначительном изменении разности хода эта система интерференционных полос будет смещаться относительно своего нулевого положения.

Такова будет схема интерференционных лучей в интерферометре, неподвижном относительно гипотетического эфира.

Предположим теперь, что интерферометр движется вместе с Землей относительно эфира со скоростью Земли v=30 км/с в направлении плеча 2. Тогда, если раньше время хода луча 2 было:

t2=(L/c)+(L/c)=2L / c,

где L - длина плеча интерферометра, то теперь время хода луча 2 будет:

т.к. луч 2 идет к зеркалу со скоростью c+v, а обратно -c+v.

Рассмотрим далее луч 1.


Рис. 1.28. Схема хода первого луча

Раньше он затрачивал время, как и первый луч:

t1=(L/c)+(L/c)=2L / c

Теперь, пока луч 1 будет идти от пластинки P к зеркалу M1, это зеркало сместится в положение M1' (см. рис. 1.28), и пока этот луч идет обратно к пластинке P, зеркало будет в положении M1''. Следовательно, луч света пройдет путь не L, а L1:

L1=√[L2+(OO1)2]

Но OO1=v·τ=v·L1/c, отсюда:

Следовательно, теперь луч 1 затратит время t1' равное:

При этом разность хода Δ лучей 1 и 2 будет равна:

При повороте интерферометра на 900 смещение изменит знак, следовательно, общая разность хода будет равна: 2·Δ=2·L·V2/c2.

Число полос ΔN, на которое сместится интерференционная картина, будет соответственно равно:

ΔN=2·Δ/λ0=2·L·V20·c2

В своем опыте Майкельсон использовал интерферометр, с плечом L=11 м и свет, с длиной волны λ0=0,6·10-6. При этом число полос, на которое должна сместиться интерференционная картина, должно быть равным:

ΔN=2·11·9·108/0,6·10-6·9·1016=22·108/6·109=2,2/6≈0,4 полосы

Чувствительность интерферометра Майкельсона порядка 0,01 полосы. Т.е. вполне удовлетворительная точность.

Многочисленные эксперименты на интерферометре Майкельсона, и другие аналогичные, дали отрицательный результат.
Эфирный ветер обнаружить не удалось!

Вывод.

Либо эфир полностью увлекается движущимися материальными телами, что противоречит явлению аберрации звезд, либо частично, но так, что не влияет на аберрацию звезд.

Таким образом, получается следующая картина.
1. Скорость света оказывается постоянной величиной, каким бы способом и в какой бы системе отсчета ее не измеряли.
2. Гипотеза существования эфира не могла объяснить одновременно и аберрацию звезд и отрицательный результат опытов Майкельсона.

Имя *:
Email: