А Б В Г Д Е Є Ж З І Ї Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ю Я
Теорія - ефір
Теория эфира дает следующий ответ на этот вопрос: эффект Доплера зависит Не только от Относительно движения источника и наблюдателя, но также, в небольшой мере, от движений их обоих щодо эфира. Это влияние, однако, оказывается настолько малым, что его не удается наблюдать; более того, в случае общего поступательного движения источника света и наблюдателя он точно равен нулю.
Несостоятельность теории эфира все же была доказана не в основании ЭТИХ несдач.
Как обычно, теория мирового электромагнитного эфира встретилась с трудностями внутреннего порядка в результате усовершенствования техники наблюдения.
Для экспериментальной проверки теории эфира делались попытки определить скорость движения Земли щодо эфира. Эксперимент такого рода был поставлен Майкельсоном и Морли в 1880 г. Идея эксперимента состояла в сравнении наблюдаемых скоростей света в двух различных направлениях. Предположения сводились к тому, что Земля не может служит привилегированной системой отсчета, так как она движется щодо Солнца со скоростью около 30 км /сек. Если даже в некоторый момент времени движение Земли совпадает с движением эфира (эфирным ветром), то через полгода скорость Земли щодо эфира будет равна около 60 км /сек. Движение это можно обнаружить, если измерить скорость света в двух перпендикулярных направлениях с относительной точностью, превышающей отношение и /с 10 - 4 (где v - скорость Земли, с 300000 км /сек - скорость света), и если эксперимент осуществляется в течение периода, превышающего шесть месяцев.
Вспомним, что по теории эфира Вселенная полностью погружено в огромное эфирное море. Значит, центр тяжести Вселенной G неподвижен щодо этого моря и при наблюдении из системы отсчета SG скорость света независимо от направления его распространения равна с. Иначе говоря, при наблюдении из SG справедливы уравнения Максвелла, то есть система отсчета SG абсолютна. Следовательно, абсолютная скорость Земли - не что иное, как ее скорость щодо эфира.
Нам надлежит теперь рассмотреть теорию упругого эфира в связи с проблемой пространства - времени и относительности.
Этот результат следует также из теории покоящегося эфира, но в теории относительности он получается гораздо проще из релятивистского закона сложения скоростей (см. Стр. Для обнаружения влияния движения Земли на распространение света было предложено очень большое число опытов. Из теории покоящегося эфира следует, что при совместном равномерно поступательном движении источника света, промежуточной аппаратуры и наблюдателя НЕ должен появляться эффект первого порядка.
Как результаты опыта Физо объясняются в теории эфира и в электронной теории Лоренца.
В электродинамики после Лоренца была принята теория покоящегося эфира.
Посмотрим, как объясняются эти явления в теории неподвижного эфира.
В двух предыдущих абзацах мы ссылались на теорию эфира, но если признавать существование абсолютной инерциальной системы отсчета, в которой одновременно верны как ньютонова механика, так и максвеллова электродинамика, то даже без ссылок на эфир указанным выше методом можно измерить абсолютную скорость Земли.
Торжество максвелловой электромагнитной теории света исторически потребовало от всякой теории эфира дать объяснение электромагнитных явлений, хотя сама по себе система уравнений Максвелла, как теория Замкнутая и по характера своем феноменологическая, а не требовала каких-либо механических или электромагнитных картин эфира. Однако это положение стало понятно лишь значительно позднее благодаря Герц и Пуанкаре.
Этот опыт, по-вид имому, скорее подтверждает френелеву теорию эфира; но все вопрос о состоянии светоносной среды возле Земли и о ее отношении к обыкновенной материи еще далеко не решен опытом.
Благодаря неопределенной природе задачи мы находим в истории большое число теорий упругого эфира. Мы уже упоминалы имена основоположников ЭТИХ теорий - Навье, Коши, Пуассона; добавим к ним имена Грина и Неймана.
Таким образом, явление поляризации света никак НЕ укладывалось в теорию упругого светоносного эфира.
Многие физики, особенно принадлежащие к старой школе и воспитанный на теории эфира, до сих пор неспособны или не хотят признать этот простой факт, и именно по этой причине специальная теория относительности, к которой Эйнштейн пришел, Отказавшись от эфира, все еще остается непонятой большим числом физиков.
Из изложенного выше ясно, что теория относительности берет свое начало из теории эфира и электронов.
Гипотеза сокращения Фицджеральда - Лоренца была, по-видимому, последней надеждой сторонников теории эфира, и в ней уже содержатся зачатки специальной теории относительности. В специальной теории относительности явление сокращения вытекает из общих принципов и применимо ко всем системам, движущимся Относительно друг друга. Эти вопросы будут рассмотрены в § 3 настоящей главы.
Совершенно новое слово в историографии СТО было внесено появлением в 1954 г. второго тома Истории теорий эфира и электричества[39]Уиттекер. Впервые при обсуждении истории создания СТО было обращено внимание на то, что принцип относительности был Выдвинута в ранних работах Пуанкаре. Уиттекер цитирует лекцию Пуанкаре 1899 г. в Сорбонне[15], В которой был сделан вывод о невозможности наблюдения абсолютного движения оптическими и электромагнитнымы методами, и его доклад на международном физическом конгрессе в 1900 г. в Париже[131, в котором автор высказал свои сомнения в существовании эфира и уверенность в возможности общего объяснения строгого отсутствия эффектов любых высоких порядков относительно vie. Затем Уиттекер отмечает, что в 1904 г. в докладе в Сент-Луисе[18]Пуанкаре дал обобщенное толкование высказанному им раньше принципа, назвал его принципом относительности, и Высказал мысль, что этот принцип требует создания новой механики, в которой скорость света является предельной.
Неизменны отрицательные результаты различных и многочисленных опытов, имевших целью обнаружить движение щодо эфира, привели также к безнадежно крушение всех теорий эфира. В результате ЭТИХ опытов в теориях эфира возникло Принципиальное и неустранимое противоречие, заключающееся в том, что, с одной стороны, эфир трактовался как механическая среда, а с другой, - эфир оказался лишенным основного свойства всякой механической системы - свойства служит системой отсчета.
Неизменны отрицательные результаты различных и многочисленных опытов, имевших целью обнаружить движение щодо эфира, привели также к безнадежно крушение всех теорий эфира.
Очевидно, Ньютон имеет в виду механическую теорию эфира и дает понять, что лишь недостаток места и неполнота экспериментальной базы мешают ему развить механическую теорию функционирования тел животных на базе теории эфира.
Теперь нам предстоит рассмотреть вторую характеристику пакета волн - его скорость. Согласно теории эфира, скорость света представляет собой величину, которая определяется как плотностью, так и упругостью эфира. Таким образом, в эфире в астрономических пространстве она имеет фиксированное значение, но может оказаться иной в каждом материальном теле в зависимости от того, как данное тело влияет на заполняющей его эфир и как оно его переносит за собой в пространстве.
Мы показали, таким образом, что независимо от величины скорости Земли установка Манкельсона - Мор-да не должна давать никакого сдвига интерференционных полос. Следовательно, теория эфира совместима с результатами опыта Майксльсона - Морли.
Уиттекер История теорий эфира и электричества - акцентировано на эволюции теоретических представлений. В предлагаемой книге освещены основные открытия в электродинамики доквантового периода и рассмотрено развитие макроскопическое электродинамики. Внимание сосредоточено на истории максвелловских уравнений электромагнитного поля.
Есть сторонники теории материального эфира, Которые отрицают теорию относительности спустя, что она слишком абстрактная и слишком далеко выходит за пределы доступного нашей интуиции. Некоторые из них пришли, наконец, к признанию специального принципа относительности, когда эксперименты дали Бесспорный свидетельства в его пользу, но они все еще борются против принципов общей теории относительности, потому что она противна здравому смыслу. Эйнштейн в их адрес заметил следующее: согласно специальной теории относительности, поезд, находящийся в равномерно движении, безусловно, представляет собой систему отсчета, эквивалентную Земле. Приемлемо ли это для здравого смысла машиниста. Машинист возразит, что ему приходится обеспечивать топливом и смазкой НЕ окружающее, а паровоз, поэтому результаты его работы следует оценивать по движению паровоза, а не Земли. На этот аргумент можно ответить примером электровоза, який, Столкнувшись с препятствием, потерпит аварию, как и паровоз, хотя водитель электровоза, если не говорить о смазке, не принимает участия в создания энергии, она поступает от электростанции, неподвижно связанной с Землей. Здравый смысл нередко обнаруживает тенденцию вводит нас в сторону.
Рассуждая о свойствах эфира, який должен был передавать разные взаимодействия, Эйлер укрепила в сознании естествоиспытателя мысль о том, что пространство между телами есть сложная среда, а вовсе НЕ пустой сосуд, в котором двигаются материальные точки, как это принимал в своей механике Ньютон. Интересно, что в теории эфира трудно было объяснить притяжение частиц. Вихри, Которым был насыщен эфир Декарта, могли только расталкивать тела. Так, Декарт считал, что вихри, находящиеся между Землей и Луной, вытесняют воды океанов и вызывают во время Новолуние (вопреки фактам) отливы.
Соотношения (1147) и (1149) называются формулами Френеля. Впервые они были получены в теории упругого эфира. Их преобразование к другим, более удобными видам, а также вывод коэффициентов отражения и прохождения предлагаются в качестве задач.
неизменны отрицательные результаты различных и многочисленных опытов, имевших целью обнаружить движение щодо эфира, привели также к безнадежно крушение всех теорий эфира. В результате ЭТИХ опытов в теориях эфира возникло Принципиальное и неустранимое противоречие, заключающееся в том, что, с одной стороны, эфир трактовался как механическая среда, а с другой, - эфир оказался лишенным основного свойства всякой механической системы - свойства служит системой отсчета.
суть ЭТИХ классических эффектов состоит в том, что если источник света и наблюдатель находятся в Относительно движении, то Наблюдаемый закон движения источника и частота испускаемого им света изменяются при изменении скорости наблюдателя. Посмотрим, как объясняются эти явления в теории неподвижного эфира.
Подать эти нопые представления без их истинной спязы с прежними представлениями значило бы создать ложное впечатление, будто теория относительности - просто кульминационная точка старой линии развития физики, И не выявить того факта, что теория относительности является новым направлением развития физики, несовместимые с ньютоновскими концепциями уже на том этане, когда она распространяет физические законы на новые неожиданные области. Поэтому хотя изучение представлении, лежащих в основе теории эфира, отнимет цепной время, которое можно было бы использовать лучше, автор считает, что полезно включить краткий обзор и ЭТИХ понятий.
Вихревой характер соотношения между электрическими токами и магнитными полями и свойства его симметрии наводят на мысль рассматривать электрическое состояние эфира как линейное смещение, а магнитное состояние - как вращение вокруг некоторое оси, либо наоборот. По этому пути мы приходим к идеям, близким к теории эфира, предложенной Мак-Кэллагом. Согласно последней, эфир должен был НЕ создавать упругие сопротивления, действующие против возмущений в обычном смысле слова, а оказывать сопротивление абсолютном вращения элементов его объема. Мы отклонились бы слишком далеко, если бы взялись перечислять все бессчетные и иногда довольно фантастические гипотезы, Которые выдвигались щодо внутреннего строения эфира. Если Принимать их все буквально, то эфир оказался бы чудовищным механизмом невидимых шестерен, гироскопов и зубчатых передач, сцепившихся Самым запутанным образом, и из всего этого нагромождения НЕ вытекало бы ничего доступного наблюдению, кроме немногих щодо простых свойств, Которые проявляются в форме электромагнитного поля.
К этим четырем классическим доказательствам теории относительности недавно прибавился пятый опыт - опыт Таунса, який превосходит точность опыта Майкельсона в тысячу раз. Описание его довольно сложно; э дуэт отметить лишь, что по теории покоящегося эфира ожидается зависимость собственной частоты резонатора для сантиметровых волн от ориентировки его щодо движения Земли; но эта зависимость на опыте не наблюдается.
Относительно его работы я отсылаю к замечательной книге Сэра Эдмунда Уиттекер История теорий эфира и электричества, которая была хорошим руководством уже в мои студенческие годы.
Относительно его работы я отсылаю к замечательной книге Сэра Эдмунда Уайтекера История теорий эфира н электричества, которая была хорошим руководством уже в мои студенческие годы.
Значительное внимание уделять некоторым попыткам оставить в силе ньютоновские представления, особенно предпринимавшимся Лоренцем в рамках теории эфира.
Схема трубки Пито - Прандтля. Эквивалентен Майкелъсона опыту в том смысле, что в случае положит, результата он подтверждало бы теорию неподвижного эфира. Noble) и представляет собой попытку обнаружить абс. Землей возникает крутящий момент элек-три раза. Однако никакого систематического поворота конденсатора обнаружено не было, опыт дал отрицат.
Коэффициент отражения света в функции угла падения ф (п 152. Экспериментальное подтверждение формул Френеля служит веский аргумент в пользу электромагнитной теории света. НЕ вдаваясь в суть дела, подчеркнуть, что строгое решение задачи о отражении света в рамках теории упругого эфира встречает непреодолимые трудности.
Экспериментальное подтверждение формул Френеля служит веский аргумент в пользу электромагнитной теории света. НЕ вдаваясь в суть дела, подчеркнуть, что строгое решение задачи о отражении света в рамках теории упругого эфира встречает непреодолимые трудности. Хотя Френель и получил свои формулы при рассмотрении прохождения упругой волны через границу двух сред, его вывод внутренне противоречив и неубедителен. Электромагнитная же теория, как было показано выше, дает простой и изящный вывод, основанный на анализе граничных условий для напряженностей электрического и магнитного векторов. В противоположность формулам Френеля, геометрические законы отражения справедливы для волн любой природы и не могут поэтому служит для выбора между упругой и электромагнитной теориями света.
Анализируя смысл и ценность таких теорий, Мы должны отдать им должное, в том отношении, что они приводили экспериментаторов (хотя и довольно редко) на идеи новых экспериментов и тем Самым стимулировало открытия новых явлений. Однако более часто Искусные и трудоемкие экспериментальные исследования проводились лишь для того, чтоб решить вопрос о выборе между двумя теориями эфира, одинаково невероятнымы и фантастическим. На этом пути было бесплодна затрачено много усилий. Даже в наши дни встречаются люди, считающие механическое истолкование эфира необходимым с точки зрения здравого смысла. Подобные теории продолжают произрасти и, естественно, становятся более и более смутнымы по мере того, как изобилие требующий объяснения фактов увеличивается, а трудность задачи поэтому неумолимо растет.
Расхождение между теорией и экспериментом часто является основанием для постановки новой экспериментальной работы. Знаменитый опыт Майкельсона, посвященный определению скорости Земли по отношении к абсолютной системе отсчета, окончился, как известно, отказом от теории электромагнитного эфира.
Действительно, наблюдалось смещение интерференционных полос, соответствующее, однако, разности хода, примерно в два раза меньшей, чем следует из теории эфира, вполне увлекаемого движущейся средой. Таким образом, наблюдаемое смещение быть не может быть СОГЛАСОВАНО с теорией Герца. Но оно находится в превосходном согласии с теорией Френеля, сформулированной им еще в 1818 г. по поводу одного опыта Араго, пытавшегося обнаружить влияние движения Земли на Преломление света, посылаемого звездами. Араго показал (хотя и с умеренной точностью), что такого влияния не наблюдается. Для объяснения этого результата Френель выдвинул теорию, согласно которой эфир НЕ увлекается движущимися телами, в частности Землей, а проходит через них.
Это, конечно, не даст ему полного представления о мощности и эффективности физических моделей и математических методов. И хотя удовлетворить нематематика почти невозможно, мы не можем отказаться от попытки проиллюстрировать механику континуума, поскольку все последующие теории, а не только теория упругого эфира, но и электродинамика во всех своих ответвления и, самое главное, теория гравитации Эйнштейна, основаны на с тех концепциях.
Этот результат следует также из теории покоящегося эфира, но в теории относительности он получается гораздо проще из релятивистского закона сложения скоростей (см. Стр. Для обнаружения влияния движения Земли на распространение света было предложено очень большое число опытов. Из теории покоящегося эфира следует, что при совместном равномерно поступательном движении источника света, промежуточной аппаратуры и наблюдателя НЕ должен появляться эффект первого порядка.
К принципа относительности можно подойти с более интуитивных позиций, рассматривая космический корабль, движущийся в пустоте и Лишенный окон, равно как и любых других средств связи с внешним миром. Согласно принципу относительности, все явления, который будут наблюдаться внутри этого корабля, а не Должны зависет ворбще от его скорости. Ясно, что теория эфира НЕ удовлетворяет этому требованию, так как, согласно этой теории, свет обладает скоростью с щодо эфира, следовательно, наблюдаемая величина скорости, света будет зависет от скорости корабля.
Электромагнитные волны всегда строго поперечный. Таким образом, эта трудность исчезает. Максвелл-ловская теория формально почти идентична теории эфира, построенное Мак-Кэл - лагом, как мы уже упоминалы (гл. .
Несостоятельность теории эфира все же была доказана не в основании ЭТИХ несдач.
Как обычно, теория мирового электромагнитного эфира встретилась с трудностями внутреннего порядка в результате усовершенствования техники наблюдения.
Для экспериментальной проверки теории эфира делались попытки определить скорость движения Земли щодо эфира. Эксперимент такого рода был поставлен Майкельсоном и Морли в 1880 г. Идея эксперимента состояла в сравнении наблюдаемых скоростей света в двух различных направлениях. Предположения сводились к тому, что Земля не может служит привилегированной системой отсчета, так как она движется щодо Солнца со скоростью около 30 км /сек. Если даже в некоторый момент времени движение Земли совпадает с движением эфира (эфирным ветром), то через полгода скорость Земли щодо эфира будет равна около 60 км /сек. Движение это можно обнаружить, если измерить скорость света в двух перпендикулярных направлениях с относительной точностью, превышающей отношение и /с 10 - 4 (где v - скорость Земли, с 300000 км /сек - скорость света), и если эксперимент осуществляется в течение периода, превышающего шесть месяцев.
Вспомним, что по теории эфира Вселенная полностью погружено в огромное эфирное море. Значит, центр тяжести Вселенной G неподвижен щодо этого моря и при наблюдении из системы отсчета SG скорость света независимо от направления его распространения равна с. Иначе говоря, при наблюдении из SG справедливы уравнения Максвелла, то есть система отсчета SG абсолютна. Следовательно, абсолютная скорость Земли - не что иное, как ее скорость щодо эфира.
Нам надлежит теперь рассмотреть теорию упругого эфира в связи с проблемой пространства - времени и относительности.
Этот результат следует также из теории покоящегося эфира, но в теории относительности он получается гораздо проще из релятивистского закона сложения скоростей (см. Стр. Для обнаружения влияния движения Земли на распространение света было предложено очень большое число опытов. Из теории покоящегося эфира следует, что при совместном равномерно поступательном движении источника света, промежуточной аппаратуры и наблюдателя НЕ должен появляться эффект первого порядка.
Как результаты опыта Физо объясняются в теории эфира и в электронной теории Лоренца.
В электродинамики после Лоренца была принята теория покоящегося эфира.
Посмотрим, как объясняются эти явления в теории неподвижного эфира.
В двух предыдущих абзацах мы ссылались на теорию эфира, но если признавать существование абсолютной инерциальной системы отсчета, в которой одновременно верны как ньютонова механика, так и максвеллова электродинамика, то даже без ссылок на эфир указанным выше методом можно измерить абсолютную скорость Земли.
Торжество максвелловой электромагнитной теории света исторически потребовало от всякой теории эфира дать объяснение электромагнитных явлений, хотя сама по себе система уравнений Максвелла, как теория Замкнутая и по характера своем феноменологическая, а не требовала каких-либо механических или электромагнитных картин эфира. Однако это положение стало понятно лишь значительно позднее благодаря Герц и Пуанкаре.
Этот опыт, по-вид имому, скорее подтверждает френелеву теорию эфира; но все вопрос о состоянии светоносной среды возле Земли и о ее отношении к обыкновенной материи еще далеко не решен опытом.
Благодаря неопределенной природе задачи мы находим в истории большое число теорий упругого эфира. Мы уже упоминалы имена основоположников ЭТИХ теорий - Навье, Коши, Пуассона; добавим к ним имена Грина и Неймана.
Таким образом, явление поляризации света никак НЕ укладывалось в теорию упругого светоносного эфира.
Многие физики, особенно принадлежащие к старой школе и воспитанный на теории эфира, до сих пор неспособны или не хотят признать этот простой факт, и именно по этой причине специальная теория относительности, к которой Эйнштейн пришел, Отказавшись от эфира, все еще остается непонятой большим числом физиков.
Из изложенного выше ясно, что теория относительности берет свое начало из теории эфира и электронов.
Гипотеза сокращения Фицджеральда - Лоренца была, по-видимому, последней надеждой сторонников теории эфира, и в ней уже содержатся зачатки специальной теории относительности. В специальной теории относительности явление сокращения вытекает из общих принципов и применимо ко всем системам, движущимся Относительно друг друга. Эти вопросы будут рассмотрены в § 3 настоящей главы.
Совершенно новое слово в историографии СТО было внесено появлением в 1954 г. второго тома Истории теорий эфира и электричества[39]Уиттекер. Впервые при обсуждении истории создания СТО было обращено внимание на то, что принцип относительности был Выдвинута в ранних работах Пуанкаре. Уиттекер цитирует лекцию Пуанкаре 1899 г. в Сорбонне[15], В которой был сделан вывод о невозможности наблюдения абсолютного движения оптическими и электромагнитнымы методами, и его доклад на международном физическом конгрессе в 1900 г. в Париже[131, в котором автор высказал свои сомнения в существовании эфира и уверенность в возможности общего объяснения строгого отсутствия эффектов любых высоких порядков относительно vie. Затем Уиттекер отмечает, что в 1904 г. в докладе в Сент-Луисе[18]Пуанкаре дал обобщенное толкование высказанному им раньше принципа, назвал его принципом относительности, и Высказал мысль, что этот принцип требует создания новой механики, в которой скорость света является предельной.
Неизменны отрицательные результаты различных и многочисленных опытов, имевших целью обнаружить движение щодо эфира, привели также к безнадежно крушение всех теорий эфира. В результате ЭТИХ опытов в теориях эфира возникло Принципиальное и неустранимое противоречие, заключающееся в том, что, с одной стороны, эфир трактовался как механическая среда, а с другой, - эфир оказался лишенным основного свойства всякой механической системы - свойства служит системой отсчета.
Неизменны отрицательные результаты различных и многочисленных опытов, имевших целью обнаружить движение щодо эфира, привели также к безнадежно крушение всех теорий эфира.
Очевидно, Ньютон имеет в виду механическую теорию эфира и дает понять, что лишь недостаток места и неполнота экспериментальной базы мешают ему развить механическую теорию функционирования тел животных на базе теории эфира.
Теперь нам предстоит рассмотреть вторую характеристику пакета волн - его скорость. Согласно теории эфира, скорость света представляет собой величину, которая определяется как плотностью, так и упругостью эфира. Таким образом, в эфире в астрономических пространстве она имеет фиксированное значение, но может оказаться иной в каждом материальном теле в зависимости от того, как данное тело влияет на заполняющей его эфир и как оно его переносит за собой в пространстве.
Мы показали, таким образом, что независимо от величины скорости Земли установка Манкельсона - Мор-да не должна давать никакого сдвига интерференционных полос. Следовательно, теория эфира совместима с результатами опыта Майксльсона - Морли.
Уиттекер История теорий эфира и электричества - акцентировано на эволюции теоретических представлений. В предлагаемой книге освещены основные открытия в электродинамики доквантового периода и рассмотрено развитие макроскопическое электродинамики. Внимание сосредоточено на истории максвелловских уравнений электромагнитного поля.
Есть сторонники теории материального эфира, Которые отрицают теорию относительности спустя, что она слишком абстрактная и слишком далеко выходит за пределы доступного нашей интуиции. Некоторые из них пришли, наконец, к признанию специального принципа относительности, когда эксперименты дали Бесспорный свидетельства в его пользу, но они все еще борются против принципов общей теории относительности, потому что она противна здравому смыслу. Эйнштейн в их адрес заметил следующее: согласно специальной теории относительности, поезд, находящийся в равномерно движении, безусловно, представляет собой систему отсчета, эквивалентную Земле. Приемлемо ли это для здравого смысла машиниста. Машинист возразит, что ему приходится обеспечивать топливом и смазкой НЕ окружающее, а паровоз, поэтому результаты его работы следует оценивать по движению паровоза, а не Земли. На этот аргумент можно ответить примером электровоза, який, Столкнувшись с препятствием, потерпит аварию, как и паровоз, хотя водитель электровоза, если не говорить о смазке, не принимает участия в создания энергии, она поступает от электростанции, неподвижно связанной с Землей. Здравый смысл нередко обнаруживает тенденцию вводит нас в сторону.
Рассуждая о свойствах эфира, який должен был передавать разные взаимодействия, Эйлер укрепила в сознании естествоиспытателя мысль о том, что пространство между телами есть сложная среда, а вовсе НЕ пустой сосуд, в котором двигаются материальные точки, как это принимал в своей механике Ньютон. Интересно, что в теории эфира трудно было объяснить притяжение частиц. Вихри, Которым был насыщен эфир Декарта, могли только расталкивать тела. Так, Декарт считал, что вихри, находящиеся между Землей и Луной, вытесняют воды океанов и вызывают во время Новолуние (вопреки фактам) отливы.
Соотношения (1147) и (1149) называются формулами Френеля. Впервые они были получены в теории упругого эфира. Их преобразование к другим, более удобными видам, а также вывод коэффициентов отражения и прохождения предлагаются в качестве задач.
неизменны отрицательные результаты различных и многочисленных опытов, имевших целью обнаружить движение щодо эфира, привели также к безнадежно крушение всех теорий эфира. В результате ЭТИХ опытов в теориях эфира возникло Принципиальное и неустранимое противоречие, заключающееся в том, что, с одной стороны, эфир трактовался как механическая среда, а с другой, - эфир оказался лишенным основного свойства всякой механической системы - свойства служит системой отсчета.
суть ЭТИХ классических эффектов состоит в том, что если источник света и наблюдатель находятся в Относительно движении, то Наблюдаемый закон движения источника и частота испускаемого им света изменяются при изменении скорости наблюдателя. Посмотрим, как объясняются эти явления в теории неподвижного эфира.
Подать эти нопые представления без их истинной спязы с прежними представлениями значило бы создать ложное впечатление, будто теория относительности - просто кульминационная точка старой линии развития физики, И не выявить того факта, что теория относительности является новым направлением развития физики, несовместимые с ньютоновскими концепциями уже на том этане, когда она распространяет физические законы на новые неожиданные области. Поэтому хотя изучение представлении, лежащих в основе теории эфира, отнимет цепной время, которое можно было бы использовать лучше, автор считает, что полезно включить краткий обзор и ЭТИХ понятий.
Вихревой характер соотношения между электрическими токами и магнитными полями и свойства его симметрии наводят на мысль рассматривать электрическое состояние эфира как линейное смещение, а магнитное состояние - как вращение вокруг некоторое оси, либо наоборот. По этому пути мы приходим к идеям, близким к теории эфира, предложенной Мак-Кэллагом. Согласно последней, эфир должен был НЕ создавать упругие сопротивления, действующие против возмущений в обычном смысле слова, а оказывать сопротивление абсолютном вращения элементов его объема. Мы отклонились бы слишком далеко, если бы взялись перечислять все бессчетные и иногда довольно фантастические гипотезы, Которые выдвигались щодо внутреннего строения эфира. Если Принимать их все буквально, то эфир оказался бы чудовищным механизмом невидимых шестерен, гироскопов и зубчатых передач, сцепившихся Самым запутанным образом, и из всего этого нагромождения НЕ вытекало бы ничего доступного наблюдению, кроме немногих щодо простых свойств, Которые проявляются в форме электромагнитного поля.
К этим четырем классическим доказательствам теории относительности недавно прибавился пятый опыт - опыт Таунса, який превосходит точность опыта Майкельсона в тысячу раз. Описание его довольно сложно; э дуэт отметить лишь, что по теории покоящегося эфира ожидается зависимость собственной частоты резонатора для сантиметровых волн от ориентировки его щодо движения Земли; но эта зависимость на опыте не наблюдается.
Относительно его работы я отсылаю к замечательной книге Сэра Эдмунда Уиттекер История теорий эфира и электричества, которая была хорошим руководством уже в мои студенческие годы.
Относительно его работы я отсылаю к замечательной книге Сэра Эдмунда Уайтекера История теорий эфира н электричества, которая была хорошим руководством уже в мои студенческие годы.
Значительное внимание уделять некоторым попыткам оставить в силе ньютоновские представления, особенно предпринимавшимся Лоренцем в рамках теории эфира.
Схема трубки Пито - Прандтля. Эквивалентен Майкелъсона опыту в том смысле, что в случае положит, результата он подтверждало бы теорию неподвижного эфира. Noble) и представляет собой попытку обнаружить абс. Землей возникает крутящий момент элек-три раза. Однако никакого систематического поворота конденсатора обнаружено не было, опыт дал отрицат.
Коэффициент отражения света в функции угла падения ф (п 152. Экспериментальное подтверждение формул Френеля служит веский аргумент в пользу электромагнитной теории света. НЕ вдаваясь в суть дела, подчеркнуть, что строгое решение задачи о отражении света в рамках теории упругого эфира встречает непреодолимые трудности.
Экспериментальное подтверждение формул Френеля служит веский аргумент в пользу электромагнитной теории света. НЕ вдаваясь в суть дела, подчеркнуть, что строгое решение задачи о отражении света в рамках теории упругого эфира встречает непреодолимые трудности. Хотя Френель и получил свои формулы при рассмотрении прохождения упругой волны через границу двух сред, его вывод внутренне противоречив и неубедителен. Электромагнитная же теория, как было показано выше, дает простой и изящный вывод, основанный на анализе граничных условий для напряженностей электрического и магнитного векторов. В противоположность формулам Френеля, геометрические законы отражения справедливы для волн любой природы и не могут поэтому служит для выбора между упругой и электромагнитной теориями света.
Анализируя смысл и ценность таких теорий, Мы должны отдать им должное, в том отношении, что они приводили экспериментаторов (хотя и довольно редко) на идеи новых экспериментов и тем Самым стимулировало открытия новых явлений. Однако более часто Искусные и трудоемкие экспериментальные исследования проводились лишь для того, чтоб решить вопрос о выборе между двумя теориями эфира, одинаково невероятнымы и фантастическим. На этом пути было бесплодна затрачено много усилий. Даже в наши дни встречаются люди, считающие механическое истолкование эфира необходимым с точки зрения здравого смысла. Подобные теории продолжают произрасти и, естественно, становятся более и более смутнымы по мере того, как изобилие требующий объяснения фактов увеличивается, а трудность задачи поэтому неумолимо растет.
Расхождение между теорией и экспериментом часто является основанием для постановки новой экспериментальной работы. Знаменитый опыт Майкельсона, посвященный определению скорости Земли по отношении к абсолютной системе отсчета, окончился, как известно, отказом от теории электромагнитного эфира.
Действительно, наблюдалось смещение интерференционных полос, соответствующее, однако, разности хода, примерно в два раза меньшей, чем следует из теории эфира, вполне увлекаемого движущейся средой. Таким образом, наблюдаемое смещение быть не может быть СОГЛАСОВАНО с теорией Герца. Но оно находится в превосходном согласии с теорией Френеля, сформулированной им еще в 1818 г. по поводу одного опыта Араго, пытавшегося обнаружить влияние движения Земли на Преломление света, посылаемого звездами. Араго показал (хотя и с умеренной точностью), что такого влияния не наблюдается. Для объяснения этого результата Френель выдвинул теорию, согласно которой эфир НЕ увлекается движущимися телами, в частности Землей, а проходит через них.
Это, конечно, не даст ему полного представления о мощности и эффективности физических моделей и математических методов. И хотя удовлетворить нематематика почти невозможно, мы не можем отказаться от попытки проиллюстрировать механику континуума, поскольку все последующие теории, а не только теория упругого эфира, но и электродинамика во всех своих ответвления и, самое главное, теория гравитации Эйнштейна, основаны на с тех концепциях.
Этот результат следует также из теории покоящегося эфира, но в теории относительности он получается гораздо проще из релятивистского закона сложения скоростей (см. Стр. Для обнаружения влияния движения Земли на распространение света было предложено очень большое число опытов. Из теории покоящегося эфира следует, что при совместном равномерно поступательном движении источника света, промежуточной аппаратуры и наблюдателя НЕ должен появляться эффект первого порядка.
К принципа относительности можно подойти с более интуитивных позиций, рассматривая космический корабль, движущийся в пустоте и Лишенный окон, равно как и любых других средств связи с внешним миром. Согласно принципу относительности, все явления, который будут наблюдаться внутри этого корабля, а не Должны зависет ворбще от его скорости. Ясно, что теория эфира НЕ удовлетворяет этому требованию, так как, согласно этой теории, свет обладает скоростью с щодо эфира, следовательно, наблюдаемая величина скорости, света будет зависет от скорости корабля.
Электромагнитные волны всегда строго поперечный. Таким образом, эта трудность исчезает. Максвелл-ловская теория формально почти идентична теории эфира, построенное Мак-Кэл - лагом, как мы уже упоминалы (гл. .