Теория увлекаемого эфира. Опыт Физо

Распространение света в движущихся средах

Герц создал теорию, основанную на утверждении что мировой эфир, заполняющий все пространство, полностью увлекается материальными телами при их движении. Таким образом, оптические явления в движущейся среде разыгрываются в эфире, движущимися без отставания с этой средой, и, следовательно, наблюдение над явлениями в движущихся средах не дают возможности установить это движение. Другими словами, теория Герца переносит механический принцип относительности в оптику. Используя уравнение преобразования Галилея, Герц создал уравнения электродинамики. Теория Герца противоречила со многими опытами, в том числе с опытом Физо.

Рис. 9.5. Схема опыта Физо.

Это – интерференционный опыт, где интерферирующие пучки проходят по заполненным водой сообщающимся трубам, длина каждой из которых равна ℓ (рис. 9.5). В случае неподвижной воды наблюдается определённая интерференционная картина. Добавочную разность хода луча II, дважды проходящего через стеклянную пластинку, можно скомпенсировать или учесть. Если вода приведена в движение со скоростью υ, втекая в А и вытекая из В, то луч I будет внутри воды распространяться в направлении её движения, а луч II – навстречу движению. Если эфир, в котором распространяются световые волны, увлекается движущейся водой, как предполагает теория Герца, то скорость как луча I, так и луча II будет по отношению к воде одной и той же, равной скорости света в покоящейся воде, т.е. с ₁= с / n, где с – скорость света в свободном эфире и n – показатель преломления воды. Пот отношению же к зеркалам прибора скорость света на отрезке пути, прохдящем в движущейся воде, будет зависеть от направления течения воды, а именно: она будет равна (с ₁+ υ) для луча I и (с ₁- υ) для луча II.

В результате наблюдалось смещение интерференционных полос, соответствующее разности хода, примерно в два раза меньшей, чем следует из теории эфира, вполне увлекаемого движущейся средой. Таким образом, наблюдаемое смещение не может быть согласовано с теорией Герца. Но оно находится в превосходном согласии с теорией Френеля, сформулированной им ещё в 1818 г. Френель выдвинул теорию, согласно которой эфир увлекается движущимися телами, в частности Землёй, а проходит через них. При движении вещества эфир, входя в него, должен уплотняться.

Следовательно, явление протекает так, как если бы имело место частичное увлечение эфира, причём коэффициент увлечения равен

Для воды c =0,438; Физо нашёл из своих измерений смещение полос интерференции, соответствующее c =0,46, тогда как теория Герца даёт c =1.

Таким образом, теория Герца, основанная на представлении о полном увлечении эфира движущимися телами, не согласуется с оптическим и электродинамическими опытами.

Дата добавления: 2014-01-07