Описывая опыты по определению скорости света, мы абстрагировались от того, что Земля, на которой выполняются эти опыты, движется в мировом пространстве со скоростью v = 30 км / с.
Правда, в этих опытах наблюдатель и источник света неподвижны относительно друг друга, но, если считать, что Земля движется относительно неподвижного эфира, в котором распространяются световые волны, то следует ожидать влияния этого движения на результаты наблюдений.
А. Майкельсон с помощью изобретенного им интерферометра попытался обнаружить абсолютное движение Земли, измеряя скорость распространения света в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Идею таких измерений выразил Дж. Максвелл. Первый опыт А. Майкельсон выполнил 1881 p., А в 1887 p. он вместе с Морли повторил его с большей точностью. На рис. 14.3 изображена схема опыта Майкельсона. Луч света, исходящий из источника S падает на пивпрозору пластинку К, размещенную под углом 45 °. Половина светового потока отражается в направлении зеркала Lj, вторая половина проходит через пластинку в зеркала Зеркала отражают световые лучи обратно, они опять попадают на пластинку К, причем свет, отраженный от Zq, проходит через пластинку и попадает в регистрировали-ный интерферометр F; свет , отраженный от отражается от пластинки К и тоже попадает в регистрирующий устройство (для наглядности несколько смещены прямые и обратные лучи на рис. 14.3, а). Итак, в регистрирующий устройство попадать два световых лучи, идущие от источника S к пластинке К направлялись при одинаковых условиях, а затем один из них прошел путь KL ^ KFy а второй - путь KL2KF. Если прибор движется вместе с Землей в направлении, показанном стрелкой, то условия распространения лучей отвечать двум случаям, изображенным схематически с помощью отрезка AB на рис. 14.3, б. Расстояния ?TZ / j и КЬ2 одинаковы и равны а. Обозначим через с скорость света относительно неподвижного эфира. Далее нужно учесть, что вследствие движения Земли по законам механики Ньютона скорость света относительно Земли не равна с. Если направление распространения светового луча совпадает с направлением движения Земли, то эта скорость равна с - и, если свет и Земля движутся в противоположных направлениях, то она составляет с + vy где v - скорость Земли относительно эфира. На рис. 14.3, б изображены случай, когда свет распространяется параллельно направлению движения Земли. В примере А. Майкельсона результате использования многократных отражений расстояние а равнялась 5,5 м (весь прибор размещался на плите 1,5 X 1,5 м). Итак, по расчетам по формуле (14.7) опоздание мало равняться 0,4 10 ~ 15с. Поскольку период световых колебаний для видимых лучей около 10 ~ 15 с, то и такое опоздание соответствует 0,4 периода, то есть составляет значительную долю периода. А. Майкельсон мог обнаружить с помощью своего интерферометра даже 1/40 часть исследуемого эффекта, несмотря на сравнительно малое расстояние а. Однако результат опыта оказался отрицательным.
Никакого опоздания одного луча относительно другого не было обнаружено, поскольку ожидаемый эффект пропорционален квадрату скорости Земли. Отсюда следует, что скорость Земли относительно эфира всегда меньше> / и/40, т.е. 1/6 от орбитальной скорости Земли. Следующие опыты лишь уточнили этот результат, снизив верхнюю границу для скорости Земли относительно эфира, или, что то же, скорости «эфирного ветра» относительно Земли до величины, меньшей по 1/30 орбитальной скорости Земли.
Загрузка...