[вернуться к содержанию сайта]
Для объяснения оптических явлений у движущихся тел можно использовать либо концепцию среды для распространения: эфир в состоянии абсолютного покоя (теория Лоренца-Эйнштейна), либо картину испускания (теории Ритца, Дж. Дж. Томсона и Стюарта, Толмена).
Теория Лоренца-Эйнштейна требует, как известно, изменения концепций времени, пространства, массы, силы и температуры.
Преимущество эмиссионных теорий состоит в том, что они не вносят каких-либо изменений подобного типа. Они, или по крайней мере некоторые из них, объясняют доплеровский эффект. Действительно, все они сходятся в том, чтобы считать скорость света, испускаемого движущимся источником, как геометрическую сумму вектора скорости источника и скорости света, идущего от неподвижного источника. Показано, что при этих условиях длина волны не меняется, и что наблюдатель, который измеряет период приёма волн, замечает изменение периода, подчиняющегося закону Доплера-Физо.
Майкельсон, Фабри и Бюиссон, а также, сравнительно недавно, Майорана (1), полагали, что, регистрируя свет, испущенный источником, движущимся в интерферометре, можно было бы измерить длину волны независимо от скорости распространения, и, следовательно, сделать выбор между теорией Лоренца и эмиссионными теориями.
Результат экспериментов говорит в пользу теории Лоренца. Я намерен показать, что, хотя этот результат, действительно, ведёт к поражению теории Томсона-Стюарта и Толмена, однако он находится в соответствии с теорией Ритца.
Мы ограничимся случаем, когда интерферометр представляет собой просто плоское зеркало, испытывающее нормальное падение света и формирующее стоячие волны. Таким образом, ни стеклянные пластинки, ни линзы не стоят на пути световых лучей.
Если источник движется со скоростью v в направлении распространения испускаемого луча, то скорость излучения, согласно эмиссионным теориям, будет V+v (V – скорость света, идущего от неподвижного источника). Обозначим за u скорость зеркала, последовательно рассматриваемую, когда зеркало бежит впереди излучения. То есть:
– колебание [электромагнитного поля] падающего света в плоскости зеркала. На расстоянии x от зеркала колебание y, соответствующее падающему свету, будет равно колебанию в плоскости зеркала в момент времени 
. Таким образом, получим:
Происходит отражение с изменением знака, зеркало действует как источник, который производит колебание:
Отражённый свет распространяется с абсолютной скоростью, которую можно обозначить V+v', то есть относительно зеркала скорость равна V+v'+u. Таким образом, на расстоянии x от зеркала рассматриваемое колебание будет равно
Это даёт для результирующего колебания
Отсюда получим для расстояния между двумя узлами, или половины длины реальной волны,
Период Tm приёма волн на зеркале легко рассчитывается по отношению к периоду T источника: это – задача, подобная задаче о приходе писем [от движущегося отправителя]. Находим
При подстановке в уравнение данного
λm и принимая во внимание, что V очень велико по сравнению с v и с v', получим приближённое выражение
Согласно формуле Доплера должно получиться
Эти две формулы совпадают, если v'=-v.
Однако в теории Толмена зеркало ведёт себя подобно новому источнику. Это дало бы, в нашей системе обозначений, v'=-u.
В теории Томсона-Стюарта, всё происходит так, словно зеркала не было и мы бы имели дело с источником, который движется подобно изображению, созданному зеркалом. Таким образом, имеем v'=v-2u.
В теории Ритца свет после отражения распространяется так, как будто он приходит из центра, который движется со скоростью источника. Тогда v'=-v. Это – правильный вывод, полученный только что.
Следовательно, тот факт, что формула Доплера подтверждается при измерении длины волны посредством интерферометра, лишает законной силы теории Толмена и Томсона-Стюарта, но оказывается совместим и с теорией Лоренца и с теорией Ритца.
Когда свет, идущий от источника, фиксированного относительно земли, отражается от движущегося зеркала, он сохраняет, согласно теории Ритца, постоянную скорость V относительно земли. Перемещение зеркала производит эффективное изменение длины волны, которая в теории Ритца будет той же, что и в теории Лоренца. В этом случае всё ещё имеется полное тождество между выводами этих двух теорий.
(1) Comptes rendus, vol. 167, 1918, p. 71.
Дата установки: 13.10.2012
[вернуться к содержанию сайта]
