Файл: Ацюковский_Сборник_Эфирный_Ветер_2011_all.pdf

Обсерватория Маунт Вилсон, 4 и 5 февраля 1927 г.

сом** в Калифорнийском технологическом институте, а также дру- гими экспериментаторами. После основных представленных док- ладов состоялась дискуссия. Доктором Фрицем Цвики (Dr. Fritz Zwicky) и Гленом Х.Пальмером (Glenn H. Palmer) из Калифорний- ского института были представлены короткие заметки. Все они бы- ли просмотрены авторами.

Выступления проф. Майкельсона и Лоренца были посвящены детальному изложению результатов, полученных профессором Д.К.Миллером, который, к счастью, также смог присутствовать.

I. Профессор А. А.Майкельсон, Чикагский уни- верситет

В 1880 году я впервые задумался над возможностью измерения оптическим способом скорости w движения Земли в Солнечной системе. Ранние попытки об- наружить эффекты первого порядка осно- вывались на идее движения системы сквозь стационарный эфир. Эффекты пер- вого порядка пропорциональны w/c , где c — скорость света. Исходя из представ- лений о любимом старом эфире (который теперь заброшен, хотя я лично еще его придерживался), ожидалась одна возмож-

ность, а именно, что аберрация света должна быть различной для телескопов, заполненных воздухом или водой. Однако вопреки ус- тановленной тогда теории света эксперименты показали, что такой разницы не существует.

Теория Френеля первая объяснила этот результат. Френель предположил, что вещество захватывает эфир частично (увлечение эфира), придавая ему скорость w' , так что w′ = ρw. Он определил

ρ — коэффициент Френеля через показатель рефракции µ :

** Carl T. Chase. The Trouton–Noble ether drift experiment. Phys. Rev. 30, 516–519 (1927). — Прим. ред.

156

Глава 13. Конференция по эксперименту Майкельсона-Морли

ρ= µ 2 −1 . Этот коэффициент легко получается из отрицательного

µ2

результата следующего эксперимента. Два световых луча пропус- каются вдоль пути (рис. 13.1: 0, 1, 2, 3, 4, 5) в противоположных направлениях и создают интерференционную картину. I — это труба, заполненная водой. Если теперь вся система движется со скоростью w сквозь эфир, при перемещении трубы из положения

I в положение II должно наблюдаться смещение интерференци- онных полос. Смещение же не наблюдалось. Из этого эксперимен- та при условии частичного увлечения эфира может быть легко оп- ределен коэффициент Френеля ρ . Он может быть также очень

просто и непосредственно выведен из преобразований Лоренца.

Результат Френеля в свое вре- мя считался общепризнанным ис- следователями, включая Максвел- ла, который подчеркнул, что хотя может не быть эффектов первого порядка, возможно, могут сущест- вовать эффекты второго порядка

ния, по мнению Максвелла.

Мне показалось, однако, что, используя световые волны, можно придумать соответствующее приспособление для измерения такого эффекта второго порядка. Продуман аппарат, включающий в себя зеркала, движущийся со скоростью w сквозь эфир, в аппарате два световых луча проходят взад и вперед, один параллельно к w , а другой — под прямым углом к w .

В соответствии с классической теорией изменения в cветовом пути, вызванные w , должны быть различными для обоих лу- чей, и это должно производить ощутимое смещение интерфе- ренционных полос. Первая схема, в которой реализована попытка обнаружения эффектов второго порядка, изображена на рис. 13.2.

157

Обсерватория Маунт Вилсон, 4 и 5 февраля 1927 г.

При реализации ее, однако, натолкнулись на очень большие труд- ности и от нее вскоре отказались, и к счастью, потому что это при- вело к созданию конструкции интерферометра, который доказал свою ценность во многих последующих экспериментах.

Интерферометр (рис. 13.3) известен всем вам. При наложении двух лучей, пропущенных соответственно от источника к стеклян- ной пластинке и затем к зеркалам 1 и 2 и обратно, получается ряд интерференционных полос. Если применен белый свет, то цен- тральные полосы будут белыми, а полосы по краям — цветными.

стартовала, но если она движется вдоль течения, она может ока- заться неспособной вернуться обратно против течения.*

* Биограф А.Майкельсона Бернард Джефф в книге «Майкельсон и ско- рость света» (М.: Изд-во иностранной литературы, 1963) писал: «Май- кельсон без конца ломал голову над будущим опытом, думая о нем даже по ночам. «Эфирное море», в которое мы погружены, как рыбы в воду, должно в какой-то мере замедлять распространение света, и это замедле- ние должно быть доступно измерению. Следующий пример пояснит это рассуждение. Каждому пловцу известно, даже если он не понимает при- чины, что легче переплыть движущийся поток воды поперек и вернуться назад, нежели проплыть то же расстояние вверх или вниз по течению и обратно. Так, многие рыболовы замечали, что на весельной лодке пере-

плыть на другой берег реки и обратно скорее, чем вверх по течению и назад». http://bit.ly/gjitEC фото http://bit.ly/exuxxO

158

Глава 13. Конференция по эксперименту Майкельсона-Морли

Япопытался провести эксперимент в лаборатории Гельмгольца

вБерлине, но вибрации городских магистралей не позволили ста- билизировать положение интерференционных полос. Аппаратура была перенесена в лабораторию в Потсдаме. Я забыл имя директо- ра (думаю, что это был Фогель), но вспоминаю с удовольствием, что он немедленно проявил интерес к моему эксперименту. И хотя он никогда не видел меня раньше, он предоставил всю обсервато- рию вместе с ее штатом в мое распоряжение. В Потсдаме я получил нулевой результат. Точность была не очень высока, потому что длина оптического пути составляла около 1 м. Тем не менее инте- ресно отметить, что результат был вполне хорошим. Когда я вер- нулся в Америку, мне посчастливилось в Кливленде вступить в со- трудничество с проф. Морли. В аппаратуре был применен все тот же принцип, что и в аппаратуре, использованной в Берлине, хотя длина светового пути была увеличена за счет введения некоторого числа отражений вместо единственного прохождения луча. Факти- чески длина пути составила 10–11 м, что должно было за счет ор- битального движения Земли в эфире дать смещение в половину полосы. Однако смещения обнаружено не было. Смещение полос было определено меньше, чем 1/20 или даже 1/40 от предсказанно- го теорией. Этот результат может быть истолкован так, что Земля захватывает собой эфир почти полностью, так что относительная скорость эфира и Земли на ее поверхности равна нулю или очень мала. Это предположение однако весьма сомнительно, потому что противоречит другому важному теоретическому условию. Лорен- цем было предложено иное объяснение (Лоренцово сокращение),

См. также примечание к главе 2 настоящего сборника. – Прим. ред.

159