8. Влияние вращения Земли на скорость света. Часть I а. А. Майкельсон icon

8. Влияние вращения Земли на скорость света. Часть I а. А. Майкельсон



Название8. Влияние вращения Земли на скорость света. Часть I а. А. Майкельсон
Дата конвертации28.08.2012
Размер89.18 Kb.
ТипДокументы

8. Влияние вращения Земли на скорость света. Часть I А.А.Майкельсон

The effect of the earth's rotation on the velocity of light. Part.1. A.A.Michelson

Историческая справка. Первоначально теория была выдвинута в1904г. Эксперимент был проведен по настоятельному требованию д-ра Л.Зильберштейна. Предварительный эксперимент в Маунт Вилсон показал, что необходимо прибегнуть к трубопроводу с откачанным воздухом. В Philosophical Magazine (6) № 8 за 1904 г. (с. 716) был предложен план проверки влияния вращения Земли на скорость света. Выражение для разности путей двух интерферирующих лучей, один из которых движется по часовой стрелке, а другой против, может быть выведено из гипотезы стационарного эфира следующим образом.

Если l1 - это длина пути при широте Ф1 а l2 - при широте Ф2, v1 - и 2 - соответствующие линейные скорости вращения Земли, а V - скорость света, то разница во времени, требуемая для возвращения лучей в исходную точку, составит:




или


или


и



г


де  - угловая cкорость Земли, а - длина волны примененного светa.

Эксперимент оставался долгие годы в состоянии неопределенности, пока по настоянию д-ра Л.Зильберштейна автора не убедили в важности работы, несмотря на серьезные трудности, связанные с поиском необходимых фондов. Самые большие расходы должны быть сделаны в связи с созданием необходимого для работы трубопровода длиной в милю и диаметром в фут. Надеясь, что можно будет обойтись без этого устройства, решили попытаться провести эксперимент на открытом воздухе в Маунт Вилсон.

Работы были проведены в Маунт Вилсон летом 1923 г. с цепью длиной в одну милю. Интерференционные полосы между двумя лучами света, один из которых перемещался по часовой стрелке, а другой - против, наблюдались более четко в течение получаса до и после захода Солнца. Но даже и в оптимальных условиях интерференционные полосы были настолько неустойчивы, что провести какие-либо надежные измерения не представлялось возможным.

Возникло сомнение относительно возможной связи между любым ожидаемым смещением и исходным нулем, с которым следует сравнивать результаты. Такой исходный нуль был установлен на основе двойной схемы, в одной из которых та область, в которой ожидается смещение, была гораздо больше такой же области в другой.
Невозможность получения точных результатов на открытой площадке в Маунт Вилсон показала, что было совершенно необходимо остановиться на конструкции трубопровода около 1 мили длиной и диаметром в 1 фут, из которого может быть откачан воздух.

Фонды на этот эксперимент размером до 17 тыс. долл. были представлены Чикагским университетом, а дополнительные вложения сделал д-р Л.Зильберштейн - 491,55 долл. С такой поддержкой было решено провести эксперимент в штате Иллинойс, и к этой работе, которая будет обсуждена в следующей статье, было решено привлечь д-ра Геля.

The Astrophys.J. April 1925. Vol. LXI. № 5. P. 137-139

^ 9. Влияние вращения Земли на скорость света. Часть П.

А.А.Майкельсон, Генри Г.Гель

При участии Фреда Пирсона

The effect of the earth's rotation on the velocity of light. Part II. A.A.Michetson, Henry G.Gale. Assisted by Fred Pearson

^ Экспериментальная проверка теории. Из двенадцатидюймового (305 мм) трубопровода, лежащего на поверхности земли по периметру прямоугольника размером 2010х113 футов (620х340 м), был откачан воздух. Свет от угольной дуги был разделен в одном углу тонко покрытым зеркалом на прямой и отраженный лучи, которые отражались по углам прямоугольника при помощи зеркал. Два луча, возвращаясь к начальному зеркалу, создавали интерференционные полосы. Луч, пересекающий прямоугольник в направлении против часовой стрелки, двигался с запаздыванием. Наблюдаемое смещение полос составило 0,230±0,005, согла­суясь с вычисленным значением в 0,236 ±0,002 в пределах погрешности эксперимента.

Прямоугольный участок земли в Клиринге, шт. Иллинойс, 2010 футов (610 м) с востока на запад и 1113 футов (340 м) с севера на юг был тщательно проверен и огорожен д-ром Канненштайном; 12-дюймовые водопроводные трубы были уложены прямо и на одном уровне по периметру, с дублированием линии поперек одного конца.

Общий план конструкции показан на рис. 9.1. На металлических коробках по углам установлены зеркала. На рис. 9.2 подробно показана одна из коробок. Чувствительные системы винтов с рукоятками, которыми можно управлять с помощью хорошо подогнанных соединений, позволяли извне регулировать положение зеркал по горизонтали и по вертикали. Коробки были установлены в тяжелые опоры и соединены с трубами при помощи гибких соединений из брезента и резины. Эти соединения были вставлены в трубопроводы на расстоянии друг от друга около 400 футов (120 м) и служили соединителями и компенсаторами расширений.

Плоскопараллельные пластины в A и В были слегка покрыты золотом, а пластина в точке С - серебром для отражения и передачи, желаемых пропорций света. Зеркала в точках D, Е и F были покрыты толстым слоем серебра. Телефонная система, любезно предоставленная Чакагской телефонной компанией, позволяла наблюдателю в А давать инструкции своим ассистентам, которые находились в каждом углу, по регулировке зеркал в случае необходимости. Воздушный насос Вортинггона, приводимый в

57



Рис. 9.1. План участка, на котором показано расположение зеркал



Рис. 9.2. Детальная схема угловой коробки и крепления в ней зеркал

58

действие мотором в 50 лошадиных сил, снижал давление в трубах за 3 часа примерно до половины дюйма рт.ст. Большинство измерений было выполнено тогда, когда остаточный воздух в трубах был откачан до давления от половины до одного дюйма рт.ст. (13-25 мм рт.ст.). При таких давлениях интерференционные кольца были достаточно постоянными и так четко видимы, как только можно желать.

Линии, которые нужно было измерять, были созданы лучами, проходившими в противоположных направлениях вокруг схемы ^ ADEF. В качестве отправной отметки, от которой следует проводить измерения, был сформирован второй ряд линий при помощи системы зеркал ABCD. Для определения смещения линий область ABCD имела гораздо меньший периметр и записанные сдвиги были действительными смещениями между центральными линиями двух рядов.

В общем два ряда полос не совпадут по положению совершенно независимо от какого бы то ни было сдвига эфира или вращения Земли до тех пор, пока два прямых и два отраженных изображения источника не будут полностью наложены друг на друга. Центральные полосы ряда, сформированного зеркалом короткой цепи, будут посредине между прямым и отраженным изображением источника, а центральная полоса длинной цепи должна быть посредине между прямым и отраженным изображениями, если нет влияния вращения Земли.

Чтобы скорректировать любое несовпадение двух рядов лучей, наблюдательный телескоп (6-дюймовый ахроматический объектив и 2-дюймовый микрометрический окуляр) был сфокусирован на изображениях источника (дуги или щели), и очевидное смещение центральной линии длинной цепи по отношению к центральной линии короткой цепи было скорректировано на расстояние, равное разности в основном положении двух изображений для двух световых путей. Полосы наиболее удобно наблюдались в перекрывающихся конусах света на расстоянии одного дюйма снаружи или внутри фокальной плоскости.

Около половины определений было получено при помощи дуги, расположенной прямо перед окном в точке А, и около половины - при помощи конденсирующей линзы, щели и компенсирующей линзы. Вторая компоновка дала гораздо больше света, чем первая, но в измеряемых смещениях не было очевидной разницы.

Смещение, вычисленное из допущения стационарного эфира, а также и в соответствии с относительностью, есть

59




где - смещение полос; А - площадь, км2; Ф- широта (41°46'); V-скорость света; - угловая скорость вращения Земли;-эффективная длина волны света. Измерения были сделаны в лаборатории; сравнивались полосы, произведенные той же системой зеркал и той же самой 20-амперной дугой переменного тока, с полосами, произведенными натриевым светом от кусочка стекла в кислородно-водородном пламени. Свет от дуги был уменьшен примерно до той же яркости, что и во время эксперимента в Клиринге, в процессе его передачи через довольно узкую щель во вращающемся диске. Среднее значение 10 определений дает:

= 5700±50Å..

Смещение полос за счет вращения Земли было измерено различными наблюдателями в разные дни с полной перерегулировкой зеркал; отраженное изображение иногда находилось справа, а иногда - слева от передаваемого изображения. Отклонения усреднялись обычно в сериях по 20 и в том же порядке, в котором они были отсчитаны. Результирующие средние значения приведены в таблице.

Таблица

Номер наблюдения


Смещение полос


Число наблюдений


Отклонение от среднего


1


0,252


20


0,022


2


0,255


20


0,025


3


0,193


20


0,37


4


0,246


20


0,016


5


0,235


20


0,005


6


0,207


26


0,023


7


0,232


20


0,002


8


0.230


20


0,000


9


0,217


20


0,013


10


0,198


20


0,032


11

12


0,252

0,237


20

20


6,022

0,007


13


0,230


23


0,000



Среднее 0,230 Полное 269

Среднее отклонение от среднего 0,016

60

Наблюдения 1 и 2 скорректированы только для прямого отражения, 1-6 без коллиматора, 7-13 с коллиматором.

Наблюдаемое смещение составило 0,230±0,005, вычисленное -0.236±0,002.

Полный набор 269 определений и их распределение около среднего значения показаны графически на рис.9.3. Окончательное отклонение, выраженное в долях интерференционной линии, составляет

наблюдаемое: 0,230±0,005;

вычисленное: 0,236 ±0,002.

Учитывая трудности наблюдений, следует констатировать, что наблюдаемый и вычисленный сдвиги согласуются в пределах погрешности наблюдений.



Рис. 9.3. Распределение наблюдений

Успешное завершение этого эксперимента произошло благодаря дружескому сотрудничеству руководителей городского совета Чикаго, полковника А.А.Стрэйга, председателя Комиссии по общественным работам; и господина ХЛЛукаса, руководителя отделения водопроводной службы и господина Б.У.Куллена, руководителя южного района того же отделения; благодаря любезности промышленного отдела в лице Г.Х.Портера; благодаря помощи Чикагской телефонной компании и сердечной поддержке и готовности помочь университета. Мы выражаем особую благодарность президенту Буртону, г-ну Дж.КДинсморе, г-ну Л.Р.Флуку и г-дам Томасу 0'Доннелу, Джозефу Пурди и Чарльзу Штейну.

Физическая лаборатория Риерзон

Университет Чикаго

март 1925 г.

The Astrophysical J. April 1925. Vol. LXI. №5. P. 140-145.

61




Похожие:

8. Влияние вращения Земли на скорость света. Часть I а. А. Майкельсон iconСкорость света
Относительное движение Земли и светоносный эфир Альберт А. Майкельсон, магистр, вмф США
8. Влияние вращения Земли на скорость света. Часть I а. А. Майкельсон iconИзмерение скорости света
Земли вокруг Солнца. Он впервые сделал вывод о конечной скорости распространения света и определил ее величину. По его подсчетам,...
8. Влияние вращения Земли на скорость света. Часть I а. А. Майкельсон icon[ вернуться к содержанию сайта
Даже соорудив сверхбарабан, они вряд ли с нами свяжутся: слишком мала скорость и мощность звука в масштабе Земли, равно как скорость...
8. Влияние вращения Земли на скорость света. Часть I а. А. Майкельсон iconЗадача Скорость света 300 000 км/с. На Солнце произошла вспышка. Через какое время ее увидят на Земле, если расстояние от Земли до Солнца равно 150 000 000 км?
Скорость света 300 000 км/с. На Солнце произошла вспышка. Через какое время ее увидят на Земле, если расстояние от Земли до Солнца...
8. Влияние вращения Земли на скорость света. Часть I а. А. Майкельсон iconБ. Часть света > В. Группа островов
История открытия и освоения территории Южной Америкики оказала влияние прежде всего на
8. Влияние вращения Земли на скорость света. Часть I а. А. Майкельсон iconТолмен Р. Относительность, термодинамика и космология (М.: Наука, 1974. – фрагменты из книги) стр. 29
Одно из них известно из эфирной теории света – независимость скорости света от скорости источника. Другое является следствием первого...
8. Влияние вращения Земли на скорость света. Часть I а. А. Майкельсон iconДокументы
1. /КНИГА 1. МИР СВЕТА/Вступление.doc
2. /КНИГА...

8. Влияние вращения Земли на скорость света. Часть I а. А. Майкельсон iconПервая
Если ρ это электрическая плотность, измеренная в электростатических единицах в точке (X,y,z) в момент t (система координат связана...
8. Влияние вращения Земли на скорость света. Часть I а. А. Майкельсон iconКелли Л. Росс
Из этой теории потом можно было вынести идеи по поводу “эфирного ветра” и о том, как можно измерить скорость движения Земли сквозь...
8. Влияние вращения Земли на скорость света. Часть I а. А. Майкельсон iconПостоянна ли скорость света? (статья из журнала "Техника-Молодёжи" №4, 2001 г.)
Земли относительно гипотетического "мирового эфира" – среды, способной служить "абсолютной" системой отсчёта. Но если такой среды...
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©podelise.ru 2000-2014
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы

Разработка сайта — Веб студия Адаманов