Оптика движущихся сред

ЭЛЕМЕНТЫ ОПТИКИ ДВИЖУЩИХСЯ СРЕД [c.418]

Эксперименты в области оптики движущихся сред, предшествующие специальной теории относительности [c.419]

Подобным же образом строится и электродинамика (оптика) движущихся сред. Исходя из определенных физических предпосылок, подсказанных опытом, устанавливают систему электродинамических законов, приложимых к явлениям в движущихся средах, указав одновременно формулы преобразования, позволяющие переходить от одной инерциальной системы к другой. Сравнивая с опытом выводы полученной таким образом теории, мы имеем возможность контролировать правильность наших положений. [c.443]

ОПТИКА ДВИЖУЩИХСЯ СРЕД [c.500]

ОПТИКА ДВИЖУЩИХСЯ СРЕД — ОПТИКА ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ [c.501]

Уже при изучении явления Допплера мы встретились с вопросом о том, как протекает оптическое явление в случае движения системы, в которой оно происходит. При рассмотрении этой проблемы существенное значение имеет ответ на следующий вопрос возможно ли установить движение источника света и воспринимающих свет приборов относительно среды, в которой свет распространяется, или возможно лишь установление относительного движения источника и приемника света друг относительно друга. Мы подходим, таким образом, к общей задаче оптики (и электродинамики) движущихся сред, имеющей большое принципиальное значение, ибо огромное большинство наших опытов протекает в земных лабораториях, т. е. в системе, движущейся относительно других небесных тел. Представляется важным знать, отражается ли этот факт на протекании наблюдаемых явлений и как именно. [c.441]

До сих пор (исключая аберрацию света) мы не принимали во внимание возможное изменение законов оптических явлений, когда источники, либо наблюдатель, либо среда двиисугся друг относительно друга, т. е. мы не имели дело с оптикой движущихся сред. Начиная с середины XVII в, проводились различные наблюдения и опыты в этой области с целью выяснения свойства эфира, изучения возможных влияний движения материальной среды (например, воды в опыте Физо, Земли в опыте Майкельсона и т. д.) на скорость распространения света. Эти опыты создали основу оптики движущихся сред, на базе которой возникла специальная теория относительности. К числу таких опытов относятся эффект Допплера — смещение частот колебаний при движении источника или приемника, или же обоих одновременно друг относительно друга, явление аберрации света — отклонение луча источника при относительном движении источника и приемника, явление Физо — изменение скорости света в движущейся среде (увлечение света телом, движущимся относительно наблюдателя), опыт Майкельсона — влияние движения Земли относительно а6сол отно покоящегося эфира на скорость распространения света н т. д. [c.418]

Решение основных проблем оптики движущихся сред дано в первой работе Эйнштейна 1 электродинамике двин<ущихся тел (1905 гЛ, разрешившей основные противоречия, связанные с наличием эфира. Эта работа легла в основу специальной теории относительности Эйнштейна и позволила рассмотреть с единой точки зрения явления оптики движущихся сред. [c.419]

С одним из выводов Допплера мы знакомы из курса механики. Остановимся теперь на другом выводе, основанном на применении преобразования Лореитца к оптике движущихся сред, используя при этом инвариантность фазы при переходе из одной системы координат в другую. Инвариантность фазы световой волны Ф = (oi — (kr), где г — трехмерный радиус-вектор, проведенный из начала координат в любую точку фронта волны, относительно преобразования Ло-рентца можно доказать путем непосредственного вычисления (доказательство поручается читателям). [c.422]

Электродинамика (и оптика) движущихся сред, развитая Ло-рентцом, есть часть его общей электронной теории, в силу которой все электромагнитные свойства вещества обусловливаются распределением электрических зарядов и их движением внутри неподвижного эфира. В качестве формул преобразования координат при переходе от одной инерциальной системы к другой сохраняются преобразования Галилея, и, поскольку отрицается принцип относительности, уравнения электродинамики Лорентца не являются инвариантными по отношению к этим преобразованиям. Теория Лорентца означала очень крупный шаг вперед и разрешала большой круг вопросов, представлявших значительные теоретические трудности. В случае оптических явлений она совпадает с теорией Френеля и также приводит к представлению о частичном увлечении световых волн. По теории Лорентца движение вещества есть движение молекул и связанных с ними зарядов в неподвижном эфире, и учет этого движения показывает, что в среде, движущейся со скоростью V, свет распространяется со скоростью q + (1 — in )v, где l — скорость света в неподвижной среде. Таким образом, теория Лорентца приводит к формуле частичного увлечения Френеля, хорошо подтвержденной тщательными измерениями. [c.449]

При рассмотрении оптики движущихся сред прежде всего необходимо выяснить, как отразится прямолинейное и равномерное движение среды, в которой происходят те или иные физические процессы, на описание их с помошью уравнений Ньютона и Максвелла. Иными словами, нужно выяснить, равноправны ли две инерциальные системы при описании оптических явлений в рамках классической физики. Напо.мним, что основной закон классической механики, а также его следствия имеют одинаковый вид во всех инерциальных системах отсчета, т. е. системах, движущихся равномерно и прямолинейно друг относительно друга. Это положение носит название принципа относительности Галилея. [c.204]

Опыты Майкельсопа и Морли. Противоположной точки зрения па проблему электродинамики и оптики движущихся сред придерживался Лоренц, который в своей теории исходил из предположения, что эфир совершенно неподвижен и не принимает никакого участия в движении материальных тел. Такое допущение предполагает отказ от механического принципа относительности в электродинамике и оптике и позволяет ввести абсолютную систему отсчета, связанную с неподвижным эфиром. Согласно Лоренцу движение тел сквозь эфир должно сопровождаться эфирным ветром , влияние которого можно обнаружить на опыте. Особенно интересными представлялись опыты в среде с показателем преломления и==1 (вакуум или воздух), так как для этого случая коэффициент увлечения а = 0. [c.207]

Это видно из того, что /связ = divP = го1[Рн] = = сго1М, где предпоследнее равенство справедливо при пост, скорости н. Соотношение (2) автоматическн получается из материальных ур-ний Минковского (си. Оптика движущихся сред), к-рые для медленно движущихся немагнитных (магн. проницаемость (х = 1) сред можно записать в виде [c.340]

Эксперим. материал по Э. д. с. накапливался и теоретически осмысливался в течение неск. веков (см. Аберрация света, Доплера эффект. Оптика движущихся сред, Май-кельсона опыт, Рентгена опыт, Роуланда опыт, Физо опыт, Эйхенвальда опыт). Полное объяснение этого материала стало возможным только после создания А. Эйнштейном (1905) спец. теории относительности. [c.531]

Нольшое значение имели опыты по определению скорости света в вакууме и в различных средах, в частности в движущихся средах. Оптика движущихся сред, в особенности Майкельсона опыт, явилась одной из экспериментальных основ относительности теории. [c.498]

ОПТИКА ДВИЖУЩИХСЯ СРЕД — раздел оптики, в к-ром рассматриваются законы распространения электромагнитных волн и, в частности, свота через движущиеся среды О. д. с. охватывает и законы расиространопня свота в вакууме. Экспериментальный материал, иаконлонный О. д. с., послужил основой для сформулированных Эйнштейном постулатов теории относительности (см. Относительности теория). [c.499]

Оптика движущихся тел является другой областью оптики, не затронутой в настоящей книге. Как и квантовая теория, она превратилась в широкий независимый раздел знания. Первым наблюденным явлением в этой области, отмеченным в 1728 г. Джеймсом Брэдли (1692—1762 гг.) [55], было явление аберрации неподвижных звезд , т. е. обнаружение небольшого различия их угловых положений, связанного с движением Земли относительно направления светового луча. Брэдли правильно понял это явление, связав его с конечностью скорости распространения света, в результате чего ему удалось определить последнюю. Мы уже упоминали и другие явления, относящиеся к оптике движущихся сред Френель первый заинтересовался увлечением света движущимися телами и показал, что световой эфир участвует в движении со скоростью, которая меньше скорости движущихся тат затем Физо экспериментально продемонстрировал такое частичное увлечение света в опытах с текущей водой. Христиан Допплер (1803—1853 гг.) [56] исследовал эффекты, связанные с двнже1П1ем источника свста или наблюдателя, и сформулировал хорошо известный принцип, названный его именем. До тех пор, пока теория упругого светового эфира считалась верной, а область исследований и точность измерений были достаточно ограниченными, идея Френеля о частичном увлечении света была способна объяснить все наблюдаемые явления. Электромагнитная же теории света встретилась з.цесь с трудностями фундаментального характера. Герц первый попытался обобщить уравнения Макс-ветла на случай движущихся тел. Однако его формулы противоречили некоторым электромагнитным и оптическим измерениям. Огромную роль сыграла теория Гендрика Антона Лоренца (1853—1928 гг.), который предположил, что эфир в состоянии абсолютного покоя является носителем электромагнитного поля, и вывел свойства материальных тел из взаимодействия элементарных электрических частиц — электронов. Е.му удалось показать, что фре-нелевские коэффициенты увлечения света можно получить из его теории и все известные в то время (1895 г.) явления можно объяснить на основании его гипотезы [57]. Однако в результате колоссального увеличения точности измерения оптических путей, достигнутого с помощью интерферометра Альберта Абрагама Майкельсона (1852—1931 гг.), возникла новая трудность оказалось невозможным обнаружить эфирный ветер , наличие которого следовало из теории неподвижного э ира [58, 59). Эта трудность была преодолена в 1905 г, Альберто.м Эйнштейном [60] в его специальной теории относительности. [c.21]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...