О движении перпендикулярного луча в эксперименте Майкельсона – Морли

Траектория движения перпендикулярного луча в эксперименте Майкельсона – Морли

Рис. 1. Траектория движения перпендикулярного луча в эксперименте Майкельсона – Морли

Таким образом, по мнению Майкельсона, перпендикулярный луч отклоняется вслед за смещением интерферометра вследствие аберрации. В действительности, аберрация здесь совершенно не при чем! Как известно, это явление возникает в результате движения приемника света относительно источника. В эксперименте же Майкельсона приемник света и источник неподвижны относительно друг друга. Так почему же, в таком случае, перпендикулярный луч отклоняется вслед за смещением интерферометра, движущегося, напомним, относительно неподвижного наблюдателя?

Итак, предположим для начала, что строго вдоль меридиана Земли со скоростью, скажем, u, движется современный сверхзвуковой самолет. Как выглядит траектория движения этого самолета с точки зрения наблюдателя, неподвижного относительно Солнца? Как и в движущейся системе координат, самолет летит строго вдоль меридиана, но сам меридиан движется перпендикулярно движению самолета с орбитальной скоростью Земли v. В этом случае, согласно законам механики Галилея – Ньютона траектория движения самолета представляет собой гипотенузу прямоугольного треугольника со сторонами u и v, как это изображено на рис. 2:

Треугольник скоростей и треугольник расстояний

Рис. 2. Треугольник скоростей и треугольник расстояний

За время t, в течение которого в движущейся системе координат самолет пролетит расстояние L между двумя точками a и b, лежащими на меридиане, в неподвижной системе за это же время самолет пролетит путь ab, равный √u2 + v2t. Как следует из треугольника расстояний, в неподвижной системе координат длина пути ab равна √L2 + (vt)2, откуда следует:

√L2 + (vt)2 = √u2 + v2t

L2 + v2t2 = u2t2 + v2t2

L = ut

t = L / u

Таким образом, время, в течение которого самолет пролетит путь L между точками a и b, лежащими на меридиане, оказывается одинаковым и равным t = L / u как в движущейся, так и в неподвижной системах координат.

Предположим, далее, что строго вдоль меридиана проложен линейный ускоритель элементарных частиц, в котором частицы движутся с некоторой скоростью u. Как и в предыдущем случае частицы движутся строго вдоль ускорителя, однако в неподвижной системе координат сам ускоритель смещается с орбитальной скоростью перпендикулярно направлению движению частиц. В этом случае, как было показано выше, траектория движения частиц представляет собой гипотенузу прямоугольного треугольника со сторонами u и v, как это изображено на рис. 1.

За время t, в течение которого в движущейся системе координат движущаяся в ускорителе частица пролетит расстояние L, в неподвижной системе за это же время та же частица пролетит путь ab, равный √u2 + v2t. Как следует из треугольника расстояний, в неподвижной системе координат длина пути ab равна √u2 + v2t, откуда следует:

t = L / u

Таким образом, время, в течение которого частица пролетит путь L в ускорителе, оказывается одинаковым и равным t = L / u как в движущейся, так и в неподвижной системах координат.

Предположим теперь, что строго вдоль меридиана проложен стеклянный стержень длиной L, внутри которого со скоростью u движутся световые импульсы, как это было в эксперименте Шамира и Фокса [3]. Как и в движущейся системе координат в неподвижной системе световые импульсы движутся строго вдоль стеклянного стержня, однако сам стеклянный стержень смещается с орбитальной скоростью перпендикулярно направлению движению световых импульсов. В этом случае, как было показано выше, траектория каждого из световых импульсов представляет собой гипотенузу прямоугольного треугольника со сторонами u и v, как это изображено на рис. 1.

Перейти на страницу: 1 2 3 4

Дополнительные материалы

Оптическая обработка информации
Современная практика и научные исследования требуют измерений высоких и сверхвысоких напряжений — до 10 МВ и больших токов — до 1¸2 МА. Напряжения и токи при этом могут быть постоянными, переменными, и импульсными с длительностью им ...

Проектирование технологии дуговой сварки на основе модели формирования показателей свариваемости низколегированных сталей
В настоящее время в области свариваемости низколегированных сталей (НЛС) накоплен значительный теоретический и экспериментальный материал, однако обеспечение достаточной свариваемости НЛС по-прежнему является сложной технологической задач ...

От технологии к технософии. Прогресс между верой и разочарованием
Идея прогресса, как действенного фактора общественного развития возникла в ХУП в., одновременно со становлением идеологии индустриальной цивилизации, подготовкой промышленной революции. Утверждению ее в таком статусе предшествовал феномен ...

Разделы

Электромагнитный импульс как оружие

История вопроса и современное состояние знаний в области эми.

Лабораторные стенды в учебном процессе

Обзор и сравнительный анализ существующих стендов.

Аспекты технического знания

Технический объект и предмет технических наук.

Сварка металлов плавлением

Классификация электрической дуговой сварки.

Распределение примесей в кремнии

Описание процесса зонной плавки и ее математическая модель.



Наука сегодня и вчера - www.anytechnic.ru