ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Границы применимости волновой теории света и элементы квантовой оптики -а-г. - Глава из "Волновая оптика " Эйнштейна к построению теории, являющейся логическим завершением всей классической физики. [)ту систему взглядов он обобщил в двух постулатах, которьге можно считать исходными позициями специальной теории огностельнос ги. [c.372] Второй постулат свод1ггся к утверждению, что существует конечная максимальная скорость распространения любого взаимодействия, которая равна с — скорости света в вакууме. По принципу относительности эта скорость одинакова во всех инерциальных системах и не зависит от длины волны, интенсивности и относительной скорости движения источника и приемника света. Таким образом отвергаются теорема сложения скоростей в классической механике и различные построения, которые выдвигались в свое время для истолкования отрицательного результата опыта Майкельсона - Морли. [c.372] Для того чтобы стал понятнее глубокий смысл сформулированных вьппе постулатов, полезны следующие замечания, которые вместе с тем позволят ограничить круг рассматриваемых вопросов. [c.372] Майкельсона — Морли и др., где делалась попытка обнаружить абсолютное движение инерциальной системы, которой может считаться Земля при ее орбитальном движении. [c.373] Схема опыта Саньяка, в котором доказывалась возможность измерить угловую скорость вращения какой-либо системы, представлена на рис. [c.373] При выводе (7.11) можно исходить из того, что изменение частоты Av света в результате вращения определится формулой Av/v == AL/L, где AL — изменение длины пути света в результате вращения системы. Тогда после нес.пожных преобразований получается формула (7.11). Следует отметить, что весь расчет (в приближении v с, где о = ril — скорость точек на окружности вращающегося диска) проводится в рамках классической (нерелятивистской) физики, но его результаты хорошо согласуются с данными опыта. [c.373] Различные выводы формулы (7.11) приведены в обзоре УФН, 1969, Т. 97. С. 377. [c.373] О и () совпадают. Для координат у и г преобразования будут пред( льно простыми, так как относительное движ,( ние вдоль OY и OZ не проис-ходит, т.с. [c.376] Такой же результат легко получается мри решении системы уравнений (7.2()) относительно переменных х, у, г, t. [c.377] Следовательно, l I, т.е. длина стержня, движущегося со скоростью V относительно наблюдателя, уменьшилась в VT— раз. Естественно, что к такому же результату мы пришли бы, рассматривая, какую длину стержня, покоящегося в системе X. Г, Z, измерит наблюдатель, связанный с системой X, Y, Z. Мосле аналогичных преобразований уравнения л (я — получим L I. т.е. снова найдем, что стержень длиннее в той системе, относительно к( торой он покоится. Напомним, что Лоренц был вынужден постулировать такое сокращение длины тел в направлении движения, чтобы объяснить отрицательный результат опыта Майкельсона — Морли. [c.379] В специальной теории относительно фигурирует единое пространство — время, поэтому следует ожидать изменения промежутков времени (длительности) между событиями при переходе от одной инерциальной системы к другой. [c.379] В настоящее время представляется уже бессмысленным говорить о проверке этих соотношений. В технике современного физического эксперимента часто используют скорости частиц, близкие к скорости света с, и пренебрежение выражением (7.24) привело бы, например, к тому, что нельзя было бы построить ускоритель частиц типа синхрофазотрона. Поэтому формулы специальной теории относительности обязательно применяют при инженерных расчетах ускорителей. [c.379] Совершенно необходим учет изменения промежутков времени между событиями, происходящими в движущихся системах, и в физике космических частиц. Так, например, измерение времени жизни ц-мезона (частица с массой, примерно в 200 раз большой массы электрона, зарождающаяся в верхних слоях атмосферы Земли) приводит к значению iq 2 10 с. Даже если считать, что скорость мезонов близка к скорости света, то для них получается весьма малая длина пробега I iq si 600 м, исключающая возможность регистрации их в наземных лабораториях. Однако эта оценка неверна, так как в опытах фактически измеряется вре.мя жизни покоящегося мезона, который затормозился при прохождении толщи атмосферы. Для того чтобы определить среднее время жизни мезона, движущегося с большой скоростью, нужно оценить 1дв iq/VT—которое при I й с может быть очень большим (Тд iq). [c.380] Однако вернемся к рассмотрению оптических экспериментов. Наша задача заключается в объяснении с позиции специальной теории относительности эффекта, наблюдавшегося в опытах Физо. Сначала решим более общую задачу, т.е. получим релятивистскую формулу сложения скоростей. Очевидно, что для этого нужно записать соотноптение, связывающее dx/df — скорость тела в системе X. Y, Z и и х -= di /d — его скорость в системе X, Y, Z. По-прежнему исходим из того, что одна инерциальная система движется относи1Ч льно другой со скоростью v, направленной вдоль ОХ (ОХ ). [c.380] Это соотношение полностью согласуется с рассмотренными ранее экспериментальными результатами. Отметим, что при его выводе не делалось никаких предположений об увлечении эфира и оценки целиком следовали из формул специальной теории относительности. Соотношение (7.27) можно уточнить, если учесть изменение показателя преломления с длиной волны. Проверка уточненной формулы была проведена Зееманом в 1914 г. и показала полное согласие теории и эксперимента. [c.381] Вернуться к основной статье