[вернуться к содержанию сайта]
Journal of the Optical Societi of America, V. 57, p. 967 (1967)Данная заметка вызвана некоторыми новыми статьями 1-3 по данному предмету, которые игнорируют важный аспект распространения света через вещество. От такого упущения выводы этих авторов имеют малую или нулевую значимость. Затронутый аспект, который состоит в погашении первичного излучения и его замене вторичным излучением, рассеянным электронами среды в прямом направлении, имеет место в любом экспериментальном аргументе за или против постоянства скорости света.
Мы не рассматриваем здесь эксперименты типа Майкельсона-Морли, которые окончательно устранили эфир 4, а интересуемся экспериментами, которые, как предполагается, позволяют выбрать между специальной теорией относительности Эйнштейна (скорость света c не зависит от относительной скорости источника и наблюдателя) и эмиссионной теорией Ритца (c складывается с относительной скоростью источника по отношению к наблюдателю). Я обсуждал 5 аргументы в пользу первой и против последней. Число решающих экспериментов невелико. Среди них одна из самых важных разновидностей – это измерение скорости излучения от движущегося источника.
В интерпретации экспериментов этого типа сразу возникает вопрос: что происходит со скоростью излучения от движущегося источника, если излучение распространяется сквозь промежуточное вещество, которое неподвижно относительно наблюдателя? Согласно нашим основным идеям, по дисперсионной теории оно претерпевает повторное рассеяние вперёд. Тогда, если принять в качестве аргумента теорию Ритца, то имеются две возможности: (1) Скорость излучения не меняется при его рассеянии, или (2) Скорость рассеянного излучения равна c относительно рассеивающейся среды. (Промежуточные варианты кажутся малопривлекательными и серьёзно не рассматривались). Согласно первой гипотезе, которая предлагалась самим Ритцем, известный аргумент Де Ситтера, о наблюдаемых нулевых эксцентриситетах орбит многих удалённых двойных звёзд, выносит окончательный приговор эмиссионной теории. Нет никакой надобности рассматривать эту гипотезу далее. По второй гипотезе, представляющей собой модифицированную теорию Ритца, которая кажется более естественной, 5, 6 мы должны в таком случае спросить, достаточно ли количество пересекаемого светом вещества для того, чтобы снизить скорость всего излучения до скорости c относительно среды.
Это приводит нас к теореме погашения Эвальда и Озеена 7 и к проблеме оценки дистанции погашения. Были представлены сильные теоретические 8, 9 и экспериментальные 8 аргументы, которые показывают, что дистанция понижения амплитуды до значения 1/e [от начальной величины], составляет λ/(n-1) где λ – длина волны и n – показатель преломления. Тогда соответствующее расстояние для преобразования энергии есть λ/2(n-1). Для видимого света, в воздухе при атмосферном давлении на уровне моря, это расстояние – приблизительно 0,2 мм. Таким образом, эксперимент Захейски и Колесникова 1 ничего не доказывает в отношении модифицированной эмиссионной теории (гипотеза 2, см. выше), так как он был выполнен в воздухе при атмосферном давлении. В эксперименте Уоддопса и др. 3 остаточное давление в откачанном объёме установки составляло 2,6×10-4 атм. Поэтому дистанция погашения, для света с длиной волны в 7000 Å, была 77 см. Значимый световой путь в эксперименте составлял 1 м. Таким образом, поток исходной волны понижали до значения e–1/0,77, или примерно до 1/4 его начальной величины, в то время как оставшиеся 75 % представляли собой поток, рассеянный вперёд, который шёл часть своего пути со скоростью c. Это сильно сказывалось на сдвиге интерференционных полос, ожидаемом по эмиссионной теории, но эффект этой теории не был рассчитан (что, действительно, трудно сделать), так что этот эксперимент имеет ничтожную значимость в решении спора между Эйнштейном и Ритцем.
Дистанция погашения в межзвёздном пространстве – приблизительно один световой год 5, так что, по модифицированной эмиссионной теории, свет от далёких звёзд имеет, в течение большей части его пути, скорость c относительно межзвёздной среды, а не относительно звезды. Таким образом, аргумент Александрова 2 разбивается по той же самой причине, что и аргумент Де Ситтера.5
Очевидно, это не всегда реализуется 1, 10, поэтому Вайт и Альфер заронили очень серьёзное сомнение в отношении эксперимента Кантора 11 (который заявил о влиянии движущейся твёрдой среды на скорость света в воздухе).12 Они применили аргументы погашения, типа отмеченных выше, даже раньше, чем повторная постановка эксперимента Кантора Бэбкоком и Бергманом 13, у обоих – в воздухе и в вакууме, привела к отрицательному результату.
Также должно быть ясно, что явление погашения и связанная с ним дистанция погашения делает непригодными другие эксперименты, выполненные в воздухе или в недостаточно чистом вакууме, типа эксперимента Джеймса и Штернберга.14
Существует один довольно свежий эксперимент со светом в вакууме с незначительным погашением, результат которого значим: Бекман и Мандикс 15 получили нулевой результат для сдвига интерференционных полос в интерферометре Ллойда, используя свет, отражённый от движущегося зеркала. К сожалению, неподвижная щель располагалась между движущимся зеркалом и зеркалом Ллойда, делая неточными часть их данных. Эта установка страдает от той же критики,5 что и теория Ритца. Однако все их данные противоречили эмиссионной теории, и часть из них была свободна от этой критики, так что результаты могут рассматриваться как значащие.
По этой причине общая история проверки постоянства c содержит невероятно много ошибок. Их может быть ещё больше, но теперь мы, вероятно, осознаём, по крайней мере, роль погашения. Все последние данные – хорошее тому подтверждение.8, 9, 13, 15 Это позволяет надеяться, что в дальнейшем время уже не будет тратиться впустую на дополнительные эксперименты или аргументы, которые окажутся ничтожными за счёт погашения.
Дата установки: 24.09.2010
[вернуться к содержанию сайта]
