СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ

Вход или Регистрация

ПОМОЩЬ В ПАТЕНТОВАНИИ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ФОРУМ Научно-техническая библиотекаНаучно-техническая библиотека SciTecLibrary
 
Cтатьи и Публикации    Гипотезы о процессах, происходящих в космосе ОШИБКА В ОПЫТАХ МАЙКЕЛЬСОНА И МОДЕЛЬ ОПТИЧЕСКОЙ СРЕДЫ

 

ОШИБКА В ОПЫТАХ МАЙКЕЛЬСОНА И МОДЕЛЬ ОПТИЧЕСКОЙ СРЕДЫ

 

© Владимир Макаров

Контакт с автором: vladimir.g.makarov@gmail.com

 

 

Аннотация.

Опыты Майкельсона-Морли не соответствуют их теоретическому обоснованию, они не могут подтвердить или опровергнуть наличие эфира. Доказывается справедливость теории Ритца при рассмотрении опытов с распространением света в движущихся средах , при отражении от движущихся зеркал, движущихся источниках света. Показана необходимость учёта изменения коэффициента преломления при измерении расстояний до космических тел и их скорость.

 ________________________________________________________

Введение

Эфир в Х1Х веке рассматривался как всеобъемлющая неподвижная среда, необходимая для распространения света . Джеймс Максвелл(1831-1879) предложил схему эксперимента для детектирования движения Земли относительно гипотетического эфира. Расчёт времени прохождения лучами света одинаковых расстояний в разных направлениях показал, что времена прохождения в направлении орбитального движения Земли и ему перпендикулярному различны [1].По интерференции лучей, возвращённых из этих направлений можно судить о скорости Земли относительно эфира. Создатель высокоточных оптических приборов Альберт Майкельсон(1852-1931) реализовал предложенный Максвеллом эксперимент. Начиная с 1881 г. эксперименты, аналогичные экспериментам Майкельсона, проводимые различными исследователями, в различных условиях не получили результатов, подтверждающих движение Земли относительно эфира [2].Для объяснения результатов опытов было предложено несколько гипотез.

Гипотеза Гендрика Лоренца(1853-1826) и Джорджа Фитцджеральда(1851-1901) предполагает сокращение тел при движении в неподвижном эфире в направлении движения. Исходя из этого предположения Гендрик Лоренц и Анри Пуанкаре(1854-1912) создали систему преобразования координат (,,преобразования Лоренца,,) , в которых пространство и время теряли свою инвариантность.

Альберт Эйнштейн(1879-1955), основываясь на результатах опытов Майкельсона, введя постулаты в виде ,,принципа относительности,, и ,,принципа постоянства скорости,, разработал специальную теорию относительности (CTO) , в соответствии с которой в любой инерциальной системе скорость света относительно наблюдателя имеет в вакууме постоянную величину, эфир не обязателен [3]. Преобразование координат в СТО имеет вид, одинаковый с преобразованием координат Пуанкаре-Лоренца.

Вальтер Ритц(1878-1909) для объяснения результатов опытов Майкельсона предложил гипотезу, в соответствии с которой частицы света излучаются с постоянной скоростью относительно источника излучения в момент излучения. Эфир, как необходимая среда для распространения, отсутствует.

 Об опытах Майкельсона

В теоретическом обосновании опыта рассматривалось движение луча света в системе координат, движущихся со скоростью V относительно неподвижного эфира. Эфир рассматривался как среда, необходимая для распространения волн. Луч рассматривается как точка находящаяся на фронте волны, испущенной источником света. Источник света и приёмник отражённых волн находятся в начале координат. Отражение происходит в точках, равноудалённых от начала ортогональных координат. Рассчитанные с момента излучения времена прихода отражённых лучей различны, с коэффициентом отношения 1/(1-V2/C2)1/2, вошедшего в дальнейшем в преобразование координат теорий Пуанкаре-Лоренца-Эйнштейна. Разработанные Майкельсоном интерферометры давали надежду регистрировать движение Земли относительно эфира. Результаты опытов не соответствовали теоретическим расчётам. Причина получения отрицательных результатов находится в несоответствии теоретического обоснования опыта и его реализации. В опыте сравниваются волны света от источника, отражённые от зеркал и поступивших на экран интерферометра. В формировании волн участвуют не только точки отражения, как в теоретическом обосновании, а также участки поверхности зеркал, размеры которых значительно превышают длину волны излученного света.

Это соответствует рассмотрению в акустической теории движение в среде приёмников и излучателей, неподвижных относительно друг друга. В опытах Майкельсона зеркала рассматриваются как приёмники и как излучатели. Источник и зеркала движутся совместно, т. е. неподвижны друг относительно друга, изменение частоты в месте приёма должно отсутствовать [4]. Следовательно, подобные опыты не могут детектировать движение инерциальных систем в предполагаемом эфире, гипотеза сокращения размеров для объяснения этих опытов является необоснованной. Также они не являются экспериментальной основой для гипотезы независимости скорости света от движения источника света.

В вакууме, т. е. при отсутствии эфира, как необходимой среды для распространения света, результаты опытов Майкельсона естественно объясняются эмиссионной гипотезой Ритца. Отсутствие относительной скорости между излучателями и приёмниками приводит к неизменности интерференционной картины для лучей, приходящих из разных направлений. Таким образом, результаты опытов Майкельсона объясняются законами классической механики как для движения лучей (распространение волн) в гипотетическом эфире (Лоренц), так и при отсутствии эфира. Опыты Майкельсона не являются различающими для этих гипотез.

 Опыты Физо с водой с позиции гипотез Ритца

 Основная гипотеза Вальтера Ритца при рассмотрении распространения света изложена в статье [5] :,,Скорость света … зависит от скорости, которой обладало испустившее свет тело в момент испускания. С этого момента скорость частиц остаётся неизменной и не зависит от дальнейшего движения точки Р, даже если частицы проходят через весомые тела или электрические заряды.” ,,Частицы энергии будут здесь излучаться с постоянным и одинаковым начальным импульсом, они двигаются по прямой линии до встречи с каким-либо телом, которое их отклоняет. Все эти процессы являются чисто механическими, следовательно, они удовлетворяют принципу относительности” .

Положим эти гипотезы в основу рассмотрения опытов Физо.

Рассмотрим интерференционный опыт с движущейся водой, выполненный Армандом Физо в 1851 году [4 с. 444]. На Fig 1 обозначен участок трубы оа с оптической средой (вода), длинною L .

При неподвижной воде время прохождения светом этого участка определяется скоростью света С в свободном пространстве и коэффициентом преломления n :

t=Ln/C=oa2/C. ( 5)

В общепринятом расчёте рассматриваются прохождение светом участков с движением воды в совпадающем и противоположном направлениях при условии постоянства коэффициента преломления и полным увлечением света водой. При совпадающем направлении длина пройденного пути относительно воды на участке трубы L соответствует L1=ob. В противоположном направлении соответствует L2=oc.

При движении воды со скоростью V , с учётом ( 5) эти расстояния определяются как :

L1=L/(1+nV/C); (6)

L2=L/(1-nV/C). (7)

Разница L2-L1=b2c2/n определяет величину смещения полос в интерферометре Физо. Для движения света в свободном пространстве разница выражается величиной b2c2.

Результаты опытов показали, что теоретическое значение разности хода больше полученных опытным путём в коэффициент Фринеля, выведенному при предположении уплотнения (с сохранением упругости) эфира внутри движущегося тела:

К=(1-1/n2 )=0,43721864 ( 8)

Если исходить из эмиссионной теории Ритца, то частицы света распространяются в оптической среде со скоростью вхождения в эту среду. Это соответствует представлению распространения частиц через систему зеркал. Этими ,,зеркалами” является структура оптической среды. Траектория частиц света направлена под углом к направлению движения фронта световых волн. Этот угол определяется коэффициентом преломления среды. Рассмотрим прохождение светом оптической среды, например воды, на модели оптической среды, изображённой на Fig 1. Рассмотрим прохождение частицы света от одной точки отражения до другой, разнесёнными на расстояние L по длине трубы.

При неподвижной воде время прохождения L определится временем прохождения участка оа2 со скоростью С .Пусть в т. O и т. а2 находятся отражатели. Рассмотрим траекторию частицы при условии движения воды навстречу, когда первое отражение происходит в т. О. Следующее отражение произойдёт в т. b1 , куда за время пролёта частицы переместится отражатель из т. а2. Отражённая частица с той же скоростью достигнет т. а4, находящейся на границе рассматриваемого участка. Длина Оа1 соответствует длине рассмотренной траектории. Аналогично, при противоположном движении воды второе отражение произойдёт в т. с1. Троектория частицы на выбранном участке закончится в т. а3. Углы наклона оа1 и оа3 относительно оси х определяют коэффициенты преломления, т. е. они зависимы от скорости и направления воды. Их нахождение сводится к решению кинематики кулисного механизма.

По Fig 1 :

оb1=(H2 +L12 )1/2 , (9) оc1=(H2 +L22 ) 1/2 ; (10)

С учётом, что n=1/cosα, то

H=Ltgα =Ln (1-1/n2 ) 1/2 .

Если принять L=1, то длины участков оа1 и оа3 будут численно равны коэффициентам преломления. При этом:

 n1=ob1/L1, (11) n2=oc1/L2, (12)

 где L1 и L2, выраженные через n, определяются по формулам (6) и (7).

Разница в длине траекторий :

oa1- oa3 = n1-n2.

Для коэффициента преломления воды n=1,333 и выбранной скорости V=0,0001C отношение (n1-n2)/b2c2 =0,43721864 , совпадает с (8) и справедливо для любых значений V.

Т.о., представление о прохождении света через оптическую среду на основе эмиссионной теории Ритца и описнной выше модели соответствует кинематике отражения. В соответствии с этими представлениями следуют выводы:

-свет не увлекается средой; - -при прохождении светом оптической среды величина скорости остаётся неименной ;

-при отражении скорость падающего и отражённого света одинаковы, длина волны остаётся неизменной ;

- в основе ,,эффекта Доплера,, лежит изменение длины траектории частиц света от излучателя до приёмника.

Следует заметить, что выводы сделаны при рассмотрении корпускулярных свойств света. Неизменность длины волны света при прохождении среды, включая отражения, совпадают с представлением о структуре света, устойчивой во времени и пространстве, обусловленных выходом фотонов из источника света [6]. Эти отличия не позволяют преобразование частот волн в частоты квантов [7]. Утверждение о неизменности скорости света при прохождении среды или отражении не являются строгим. В реальных процессах отражённая энергия меньше падающей. Уменьшение энергии частиц света после многократных отражений должно привести к уменьшению скорости распространения волн с соответствующим уменьшением длины волны, что может быть причиной космологического ,, красного смещения,,. Уменьшение длины волны увеличивает, а уменьшение скорости вхождения в среду уменьшает коэффициент преломления среды n для проходящей волны. Так, при V =0,5C для Ca F2 (флюорит) при уменьшении длины волны с 3000 nm до 1500 nm n увеличивается на 0,0084 [8], а уменьшение скорости вхождения волн в среду уменьшает n, в соответствии с (7), (10) и (12), с 1,4179 до 1,036. Зависимость n от скорости вхождения волн в среду необходимо учитывать при определении расстояний и скорости тел инструментами, содержащими призмы или им аналогичным приборам.

В соответствии с этими выводами находят объяснение результаты опытов с подвижными тонкими стеклянными пластинами как в среде воздухa, так и в вакууме [9]. Движение пластин не влияет на скорость света (без учёта изменения длины пути света в тонкой пластине, зависящей от её скорости).

Неизменностью скорости света при отражении и неизменностью длины волны объясняются и результаты опытов с подвижными зеркалами [10]. Неизменное положение зеркала при регистрации интерферирующих лучей, независимо от его скорости, оставляет неизменными длины путей сравниваемых лучей, изменение интерференционной картины должно отсутствовать.

Указанный выше вывод о постоянстве скорости света при прохождении оптической среды или отражении соответствует эмиссионной теории Вальтера Ритца и его электродинамике движущихся тел, в основе которой лежит зависимость скорости света от движения источника света. Одновременно он согласуется с результатами опытов с подвижными средами. Эти опыты не могут рассматриваться как свидетельства против эмиссионных теорий.

Зависимость скорости света от движения источника проявляется в опытах с каналовыми лучами. Каналовые лучи состоят из быстро движущихся возбуждённых атомов или частиц. ,,Из этих опытов можно, пользуясь принципом Допплера, определить скорости каналовых лучей. Наблюдения оказались в согласии с оценкой этих скоростей по данным отклонения в электрическом и магнитных полях,, [4 с 440].

Определённая в этих опытах скорость атомов водорода с длиной волны 4861 ангстрем составляет 4,67х100 км/с [11]. Она отличается от 56х100км/с, определённой по формуле, приведенной А. Эйнштейном [12]

Зависимость скорости света от движения источника подтверждается также радиолокацией Венеры. Резюме этих опытов:,,Опубликованные данные межпланетных радарных измерений представляют свидетельства того, что относительная скорость света в космосе равна С+V , а не С ,, [13].

 

Заключение

Результаты опытов Майкельсона-Морли объясняются при наличии эфира акустической теорией. При отсутствии эфира объясняются эмиссионной теорией Ритца. Подобные опыты не являются различительными при доказательстве наличия или отсутствии эфира, не дают основания для гипотезы сокращения Фитцджеральда-Лоренца и гипотезы независимости скорсти света.

Результаты опытов Физо с движущейся водой находят объяснение с позиции эмиссионной теории Вальтера Ритца, утверждающей неизменность скорости света при прохождении весомого тела или отражении. Применение этих утверждений при рассмотрении описанной в статье модели оптической среды согласуются с полученными в опытах Физо результатами.Распространение света в модели рассматривалось с позиции классической кинематики движения тел.

Опыты с движущимися средами, зеркалами, источниками света, радиолокация Венеры подтверждают эмиссионную теорию Ритца, адекватно описывающей физические процессы, связанные с распространением света. Зависимость коэффициента преломления среды для входящего в неё с разной скоростью света необходимо учитывать при оценке скорости и удалённости до космических объектов. Уменьшение энергии частиц света при многократном отражении приводит к уменьшению их скорости, что может быть причиной космологического ,,красного смещения,,.

Литература.

  1. Г.А.Лорентц, ,, Теория электронов,, . М. 1956 с. 280.
  2. С. И. Вавилов, ,,Экспериментальные основания ТО,, с. 31.
  3. А. Einstein, ,,Zur Elektrodynamik der Korper ,, Ann. Phys. 1905, 17, 891-921.
  4. Г. С. Ландсберг, ,, Оптика,, М. Наука 1976 с. 436.
  5. Walter Ritz, ,,Recherches critiques sur les theories electrodynamiques de Cl. Maxwell et de H.-A. Lorentz,, , Archives des Sciences physiques et naturelles 26 (1908), 209-236.
  6. В. И. Секерин, ,,Современная корпускулярная модель света,, . Из Сборника работ ,,Развитие классических методов в естествознании,, .С.-Петербург, 1994.
  7. А. А. Гришаев, ,,Проблемы ,,волны-кванты,, в абсолютных измерениях лазерных частот,, http://newfiz.narod.ru
  8. Таблицы физических величин. с. 634. Кикоин И. К. М. Атомиздат 1976
  9. G. C. Babcock, T. G. Bergman, J. Opt. Am. 54, 147(1964)
  10. Beckmann P. , Mandics P. Test of the constancy of the velocitu of electromagnetic radiation in high vacuum // Radio Science Journal of R.N.B..-1965.-v.69D.-No.4.-p.623-628
  11. J. Stark. Uber die Lichtemission der Kanalstrahlen in Wasserstoff. Annalen der Physik, 1906.Band 21, 414.
  12. A. Einstein. Ann. Phys., 1905, 17,891
  13. Bryan G. Wallace. Radar testing of relative velocity of light in space. Spectroscopy letters, 2(12), pp. 361-367 (1969)

 

 

Дата публикации: 20 января 2009
Источник: SciTecLibrary.ru

Вы можете оставить свой комментарий по этой статье или прочитать мнения других в следующих разделах ФОРУМА:
Свернуть Защита интеллектуальной собственности и авторских прав
Диспуты по темам изобретательства. Вопросы по изобретениям, проблемы на пути изобретателей и методы их решения.
Патентование. Все о патентовании изобретений, полезных моделей, промышленных образцов и товарных знаков.
Нерешенные задачи. Здесь идет обсуждение нерешенных задач: безопорный двигатель, вечный двигатель, преодоление гравитации и пр.
Свернуть Точные науки и дисциплины
Дебаты по Теории Относительности Эйнштейна. Все кому не лень хотят опровергнуть Теорию Относительности Эйнштейна. Вам предоставляется слово для аргументации.
Физика, астрономия, математические решения. Физико-математические вопросы, наблюдения, исследования, теории и их решение.
Физика альтернативная. Новые взгляды на физические законы, теории, эксперименты, не вписывающиеся в общепринятые законы физики.
Teхника, узлы, механизмы, электроника и аппаратура. Все про технику, приборы, детали, узлы и механизмы. Электроника, компьютеры, программное обеспечение. Новые технические решения в самых разных областях.
Биология, Генетика, Все о жизни. Генетика и другие вопросы биологии. Их развитие. Медицина. Биотехнологии, агротехника и сельское хозяйство. Эволюционные теории и альтернативные им.
Химия. Вопросы по химическим технологиям, разработкам и применению химических материалов. Химические элементы и их свойства.
Геология, все о Земле и ее обитателях. Геология, метеорология, антропология, сейсмология, атмосферные явления и непознанные эффекты природы.
Свернуть Мозговой штурм
Генератор решений. Здесь Вы можете заработать реальные деньги, помогая решать фирмам, предприятиям и частным лицам те или иные технические задачи, которые перед ними стоят. Те, кто ставят задачи перед участниками должны обозначить гонорар за ее решение и перевести указанную сумму на общий счет генератора.
Головоломки. Если у Вас есть желание поломать голову над интересными логическими задачами - Вам сюда.
Гипотезы. В этой теме идет обсуждение гипотез и предположений, основанных чисто на теории и логике.
Найди ляп! Этот раздел для тех, кто хочет мысленно расслабиться. Он посвящен задачам по поискам ляпов, которые встречаются в литературе, интернете, кино и на телевидении.
Свернуть Взгляд в будущее и настоящее
Глобальные темы. Вопросы касающиеся всех. Глобальные угрозы и злободневные темы современности.
Наука и ее развитие. Все о развитии науки, направлениях и перспективах движения научной мысли и знаний.
Новая Цивилизация. Принципы социального устройства новой цивилизации. Увеличение роли созидательного интеллекта... Отдалённые перспективы развития человечества...
Вопросы без ответов. Этот раздел посвящен вопросам и проблемам, которые до сих пор не решены. Предлагайте свои решения.
Военная стратегия и тактика современных боевых действий. Об особенностях современного военного искусства. Проблемные вопросы теории и практики подготовки вооруженных сил к войне, её планирование и ведение в различных конфликтах на планете.
Свернуть Гуманитарные науки и дисциплины
Философские дискуссии. Диспуты по вопросам жизни, сознания, бытия и иных философских понятий.
Экономика. Вопросы по экономике и о путях развития России и других стран.
Социология, Политология, Психология. В этом разделе обсуждаются вопросы, как отдельных частных исследований данных наук, так и проблема соотношения этих наук с остальными.
Образование. Все об образовании: как учить, кому учить, чему учить и кого учить.
Религия и атеизм. Вопросы религий и атеистические взгляды, религиозные споры.

Хотите разместить свою статью или публикацию, чтобы ее читали все?
Как это сделать - узнайте здесь.

Назад

 
О проекте Контакты Архив старого сайта

Copyright © SciTecLibrary © 2000-2017

Агентство научно-технической информации Научно-техническая библиотека SciTecLibrary. Свид. ФС77-20137 от 23.11.2004.