voeto.ru страница 1
скачать файл

Об опытах Бекмана и Мендикса по проверке изотропности распространения света

© Савицкий Е.Е., 2006

Российская Академия естественных наук
113105, г. Москва. Россия
e-mail: eug_sav@mail.ru

PACS: 03.30

Анализ результатов проведенных Бекманом П. и Мендиксом П. экспериментов по проверке второго постулата специальной теории относительности показал, что скорость света не является универсальной постоянной величиной.

Установка, на которой Бекман и Мендикс проводили работы [1] по проверке изотропности распространения света в вакууме, включала (Рис.1) источник света – гелиево-неоновый лазер, направляющий лучи на плоское зеркало, закрепленное на роторе гироскопа. Ротор при проведении работ менял скорость и направление вращения. Лучи света, отраженные от вращающегося зеркала, направлялись в интерферометр Ллойда. Установка выполнялась в двух вариантах:

1) часть отраженных от движущегося зеркала М лучей (рисунок) через щель S попадала на зеркало Ллойда (вариант [1]), часть проходила мимо зеркала до фотопластины В, где вместе с отраженными от зеркала Ллойда лучами образовывала интерференционную картину.

Преимущество такого расположения частей установки усматривалось в том, что все движущиеся детали находились вне интерферометра и не влияли на сдвиг полос в интерференционной картине из-за механических Error: Reference source not foundдеформаций. Все детали установки, исключая лазер и фотопластину, находились в камере в вакууме (10–6 тора);

2) чтобы отмести возможные возражения о том, что щель S может действовать, как стационарный второй источник, для экспериментов использовался второй вариант установки (вариант [1]). Свет от источника пропускался через щель , линзу CL с фокусным расстоянием 8,89 см и лучи попадали на движущееся зеркало М на гироскопе. Далее поток света проходил через интерферометр Ллойда и лучи, отраженные от зеркала А и прошедшие мимо него соединялись, образуя интерференционную картину на фотопластине В. Весь путь лучей проходил в камере установки в вакууме (710–7 тора).

Рис.1. Схема эксперимента Бекмана П. и Мендикса П. S, ´ – щели;


А – зеркало Ллойда; В – фотопластина; М – зеркало на роторе гироскопа.

В варианте установки расстояние от зеркала М до фотопленки составляло 4,25 м. Линейная скорость вращения зеркала М изменялась до значений V  50 м/с.

Многочисленные эксперименты, проведенные Белопольским А.А., Голицыным Б.Б. и Вилипом И., Майораном К. и др. [2,3] показали, что частота отраженного от движущегося зеркала света (отр) зависит от скорости движения зеркала.

В опытах Майорана К. [3] свет после многократного отражения от движущихся и неподвижных зеркал направлялся в интерферометр Майкельсона с неравными по длине плечами. Изменение частоты отраженного света (эффект Допплера) приводило к сдвигу интерференционных полос.

Опыты проводились в воздушной среде, что по расчетам Фокса [4] ставит под сомнение корректность любого опыта по проверке независимости скорости света от скорости источника.

В общем виде отр, как функция от скорости движения источника, записывается в виде:



, (1)

где: , С0 – скорость света, – угол между направлениями движения зеркала и луча света, падающего на зеркало.

Так, к примеру, в варианте установки 1в [1] частота отраженного от зеркала М луча

, (2)

при – частота излучаемого лазером света.

Разность фаз лучей, образующих интерференционную картину на фотопленке в точке В в варианте установки равна (рисунок)

,

где: tMA, tAB, tMB – соответственно, время движения луча от зеркала М до зеркала А, далее после отражения от А до пункта В (tAВ) и время прямолинейного движения другого луча от М до В (tMВ); – частота лучей, отраженных от зеркала М. Разность фаз лучей, пришедших в В при скорости вращения зеркала V = 0 равна , где – значение t при V = 0.

Аналогичные расчеты, проведенные для разности фаз лучей, образующих интерференционную картинку в В в варианте установки показывают, что (рисунок)

,

где – значение при V = 0.

Эксперименты, проведенные на установках (варианты и [1]) показали, что изменение скорости, как и изменение направления вращения ротора гироскопа с зеркалом не вызывали смещения интерференционных полос, т.е. , . Это возможно только в том случае, когда скорости отраженных от вращающегося зеркала лучей света (Сотр, ) связаны с частотой этих лучей соотношением

,

откуда ,

где: Сотр для варианта установки ;

для варианта .

Так, в приведенном выше примере (формула 2) скорость света на всех участках движения от щели S до фотопластины В была равна



. (3)

Особо следует отметить, что скорость света после отражения от А согласно (3) также равна Сотр (вариант ), (вариант ).



Литература

1. Beckmann P., Mandics P., Radio Science Journal of R.N.B.S., 1965, vol.69D, №4, p.623–628.

2. Лансберг Г.С. Оптика. Гостехиздат. М, 1962.

3. Majorana Q. Phil.Mag. S6, vol.35, № 206, 1918, p.163–174.



4. Fox. J.G. Amer J.Phys., 1962, 30, 297.
скачать файл



Смотрите также:
Анализ результатов проведенных Бекманом П. и Мендиксом П. экспериментов по проверке второго постулата специальной теории относительности показал, что скорость света не является универсальной постоянной величиной
35.6kb.
Конспект открытого урока по физике в 11-м классе "Альберт Эйнштейн. Специальная теория относительности"
86.81kb.
Одним из следствий теории относительности, которое, якобы, не может быть объяснено классической физикой, является поперечный эффект Рёмера (Доплера)
23.3kb.
Об относительности теории относительности
33.94kb.
Жуков А. И. "Введение в теорию относительности"
92.36kb.
Отчет о широких научно-производственных испытаниях йодосодержащей пищевой добавки
32.88kb.
1. Электромагнитная теория света Уравнения Максвелла. Вектор Умова-Пойнтинга. Волновое уравнение. Плоские и сферические волны. Параболическое приближение. Моды свободного пространства. Фазовая и групповая скорости света
84.92kb.
Томский научный центр со ан СССР кафедра философии
508.72kb.
Курсовая работа студента группы 208 физического факультета ромашки михаила на тему
1255.66kb.
Настоящая работа посвящена критическому анализу динамических понятий теории относительности и основных положений релятивистской динамики
193.96kb.
Доктор физико-математических наук Н. М
317.94kb.
По мере демократизации общества творческая самостоятельность личности все в большей степени становится потребностью, связанной с постоянной необходимостью его общей и специальной образованности
159.51kb.