Рефераты

Наука и техника (1719)

Явления, обусловленные движением Земли относительно мирового эфира

Явления, обусловленные движением Земли относительно мирового эфира

Валерий Петров

Эйнштейн предполагал, что все попытки обнаружить движение Земли относительно мирового эфира оказались безуспешными. Безуспешными оказались попытки обнаружить «эфирный ветер», возникающий при движении Земли относительно мирового эфира вследствие полного увлечения эфира атмосферой Земли. Вместе с тем, опыты Эйхенвальда, Вильсона, Саньяка, Погани свидетельствуют, что и в электродинамике, и в оптике движение относительно эфира всегда сопровождается наблюдаемыми эффектами. Поэтому естественно предположить, что и движение Земли также сопровождается наблюдаемыми эффектами, обусловленными ее движением относительно мирового эфира.

Эффект Допплера

Предположим, что имеются приемник и источник света. Предположим, что приемник света движется с некоторой скоростью v относительно источника света, неподвижного относительно окружающего его эфира. Тогда движение приемника относительно источника света есть одновременно и движение относительно эфира, окружающего и источник, и приемник света.

Пусть источник света излучает свет с периодом, равным T. За время T, в течение которого импульс света пройдет путь cT, равный длине волны L света, излучаемого источником, приемник пройдет путь vT. Тогда длина волны света, принимаемого приемником, окажется равной L1=L+vT или L2=L–vT в зависимости от направления движения приемника света относительно источника. Таким образом, движение приемника света относительно источника, которое в данном случае одновременно является движением приемника относительно эфира, сопровождается изменением длины волны (или частоты) света, принимаемого приемником.

Предположим, далее, что приемник света покоится относительно окружающего его эфира, а источник света движется относительно приемника с некоторой скоростью v. Тогда движение источника света относительно приемника оказывается одновременно движением источника относительно эфира. Пусть, как и прежде, источник излучает свет с периодом, равным T. За время, в течение которого излученный источником импульс света пройдет путь cT, равный длине волны L излучаемого света, источник света сместится относительно его прежнего положения на некоторое расстояние vT. Очередной импульс света будет излучен источником из его нового положения. Тогда расстояние между предыдущим и последующим импульсами света (или длина волны света, принимаемого приемником) окажется равной L1=L+vT или L2=L–vT в зависимости от направления движения источника света относительно приемника. Таким образом, и движение источника света относительно приемника, которое в данном случае одновременно является и движением источника относительно эфира, также сопровождается изменением длины волны (или частоты) света, излучаемого источником света.

Изменение частоты света в зависимости от состояния движения источника или приемника известно в науке как эффект Доплера по имени ученого, впервые описавшего это явление. Очевидно, что когда приемник движется равномерно и прямолинейно, невозможно определить, обусловлено ли изменение частоты света, принимаемого приемником, движением приемника света или источника света, или же одновременным движением и источника, и приемника света. Однако, если траектория движения приемника света представляет собой замкнутую кривую линию, оказывается возможным определить не только скорость движения приемника относительно окружающего его эфира, но и скорость источника света по лучу зрения. В самом деле, когда приемник движется навстречу лучу света, изменение частоты света пропорционально величине

где vп – скорость движения приемника света относительно эфира; vи – скорость движения источника света относительно эфира.

Когда же приемник света движется в противоположном направлении, изменение частоты света пропорционально величине

Определив изменения частоты света, соответствующие значениям v1 и v2, из наблюдений и решая затем уравнения (1) и (2) как систему, можно определить и vп, и vи. Таким образом, вопреки предположению Эйнштейна, движение Земли относительно эфира сопровождается вполне наблюдаемыми явлениями, обусловленными именно движением Земли относительно эфира – изменением частоты света от внешних источников света, например, звезд.

Согласно Эйнштейну, изменение частоты света обусловлено относительным движением приемника и источника света. Это изменение частоты света обусловлено замедлением времени в системе координат, связанной с источником, движущимся относительно приемника. Пусть T' – период колебаний излучения в системе координат источника света. Тогда период колебаний света T в системе координат приемника света будет равен T'/