Файл: Ацюковский_Сборник_Эфирный_Ветер_2011_all.pdf

Глава 11. Усовершенствование эксперимента Майкельсона-Морли

Теория эксперимента Майкельсона–Морли рассматривались слишком часто, чтобы было необходимо обсуждать ее здесь. В об- щем, при повороте аппарата через прямой угол интерференционная картина должна сместиться так, как если длина одного из оптиче- ских путей изменится на часть длины волны, максимум чего соста- вит

В декартовых координатах подходящей ориентации

x1 = r cosψ cosϕ x2 = r sinψ

x3 = −r sin ϕ cosψ

где ϕ — прямое восхождение и ψ — склонение точки, в которой данное направление пересекает небесную сферу. Такая же система уравнений получена для величин x′ с углами ϕ′ и ψ ′ . Подстав-

ляя эти соотношения в уравнения (3) и результирующие соотноше- ния в уравнение (2), мы получим

145

Р.Дж.Кеннеди, 1926 г.

близок к единице. Это получается при сидерическом времени, рав-

тября, когда настоящая статья была закончена, соответствовало значению сидерического времени от 5.30 до 6.30 утра.

смещение полос, которое можно ожидать в таком аппарате, соот- ветствующее изменению в одном оптическом пути:

δ l = 8 10−3 длины волны,

что в четыре раза меньше определяемого значения.

Эксперимент был выполнен в лаборатории Норман Бридж, в комнате с постоянной температурой, в различное время дня, но чаще в то время, для которого вычисления Миллера предсказывали наибольший эффект. Во время каждого эксперимента была прове- рена чувствительность глаза помещением или снятием малого гру- за на плиту перед и после ее поворота. В поле зрения не было флуктуаций, не было необходимости усреднять отсчеты. Как было показано, смещение было меньше одной четвертой того, которое, как сообщил Миллер, было замечено. Результат был совершенно определенным. Не было признаков того, что смещение зависит от ориентации.

146

Глава 11. Усовершенствование эксперимента Майкельсона-Морли

Поскольку эфирный ветер может предположительно зависеть от высоты, эксперимент был повторен в обсерватории Маунт Вил- сон в здании 100-дюймового телескопа. Здесь снова эффект был нулевым.

Имеется намерение провести систематические поиски эфирно- го дрейфа в ином направлении после того, как аппарат подвергнет- ся небольшим усовершенствованиям в целях увеличения его чувст- вительности и удобства многочисленных наблюдений, что необхо- димо.

Автор много обязан д-ру Р. А. Милликену, который проявил интерес и сделал возможными эти исследования.

Proc. Nat . Ac. of USA. 1926. Vol 12. P. 621–629.

147

К.К.Иллингворт, 1927 г.

12. К. К. Иллингворт. Повторение экс- перимента Майкельсона–Морли с ис-

пользованием усовершенствования Кеннеди (1927)

A repetition of the Michelson–Morley experiment using Kenndy's refinement. K.K.Illingworth

Аннотация. Эксперимент по эфирному ветру, выполненный Кеннеди с помощью уменьшенной в размерах оптической системы, заполненной гелием, был повторен с тем же, но несколько усовершенствованным аппа- ратом, и были получены те же результаты. Усовершенствование интерфе- рометра заключалось в новом покрытии зеркал серебром так, чтобы сдвиг полос в 1/1500 мог быть замечен наблюдателем с хорошим зрением, а в 1/500 – наблюдателем со слабым зрением. Были сделаны дополнительные отсчеты, которые исключили постоянные температурные сдвиги полос, и они не показали наличия какого-либо эфирного ветра с точностью при- мерно до 1 км/с.

В недавней работе36 д-р Р.Дж. Кеннеди, научный сотрудник Калифорнийского технологического института, описал модифика- цию интерферометра Майкельсона и его применение в экспери- менте по обнаружению эфирного ветра. Эта модификация заклю- чалась в наличии маленькой ступеньки толщиной в 1/20 длины волны света в одном из общих отражающих зеркал интерферомет- ра. Цель настоящего исследования заключается в изучении чувст- вительности, получаемой методом Кеннеди, и дальнейшим изуче- нием существования эфирного ветра с помощью аппарата Кеннеди. Эта работа была выполнена в подвальной комнате с постоянной температурой в физической лаборатории Норман Бридж. Плот, зеркала и источник света, а также методы регулировки остались теми же, которыми пользовался Кеннеди. Зеркала были вмонтиро- ваны в стальные и латунные опоры, расположенные на мраморной плите, имеющей форму квадрата со стороной 4 фута. Латунный корпус включал в себя зеркала и световые пути, так что эти пути

36 Kennedy, Nat. Acad. Sci. Proc. 12, 621-629 (1926).

148

Глава 12. Повторение эксперимента Майкельсона-Морли

могли быть заполнены гелием или откачаны по желанию. Гелий использовался в связи с тем, что он имеет малый коэффициент преломления, так что изменения из-за вариаций температуры со- кращаются до значений, которыми можно пренебречь. Три зеркала,

зеркале со ступень- кой, на нем же были сформированы полосы, и был сфокусирован наблюдательный телескоп. Из-за малой разницы в оптическом пути в двух половинках ступенчатого зеркала образуется небольшая прерывистость между системами полос с каждой стороны ступени; обе системы сдвинуты по фазе на 1/10 полосы. В целом это приво- дит к сильному изменению яркости на ступени А, как показано на рис. 12.1 (а), где представлены распределения энергии в системах полос вблизи ступеньки. Если, однако, полосы смещены относи- тельно ступени, как показано на рис. 12.1 (б), то в А не возникает прерывистости в яркости. Следовательно, когда телескоп сфокуси- рован на небольшой области в непосредственной близости к сту- пеньке, можно наблюдать два варианта полей зрения, как показано в небольших кружках сразу под А на каждом графике. В случае 12.1 (а) две половинки поля освещаются неравномерно и разграни- чены четкой линией, тогда как в случае 12.1 (б) обе половинки по- ля освещаются одинаково. Это равенство двух половинок поля дает

149