ФІЗИКА
Частина 4
ОПТИКА. СПЕЦІАЛЬНА ТЕОРІЯ ВІДНОСНОСТІ
Розділ 14 ШВИДКІСТЬ ПОШИРЕННЯ СВІТЛА. ОСНОВИ СПЕЦІАЛЬНОЇ ТЕОРІЇ ВІДНОСНОСТІ
14.4. Висновки з досліду Майкельсона
Негативний результат досліду Майкельсона поставив фізиків у дуже скрутне становище. Цей результат суперечив теорії нерухомого ефіру.
В. Рітц спробував пояснити негативний результат досліду Майкельсона. Він висунув так звану балістичну гіпотезу, згідно з якою до швидкості світлового променя, випущеного рухомим джерелом, додається швидкість самого джерела,
Уявімо собі (рис. 14.4), що зірка В обертається навколо зірки
Рис. 14.4
Тобто “швидке” світло догнало б “повільне” до досягнення Землі, і спостерігач побачив би зірку-супутника в положенні 2 раніше, ніж в положенні 1. Проте ніяких зіркових “привидів” на небі ніхто ніколи не бачив, хоча за точними розрахунками, якщо виходити з балістичної гіпотези Рітца, вони обов’язково мали б спостерігатись. Отже, треба визнати, що гіпотеза “крейсера і снаряда” для світла суперечить досліду і є неприйнятною.
Перший крок на шляху до правильного розв’язання суперечностей у зв’язку з негативним результатом досліду Майкельсона зробив X. Лоренц, який розробив теорію оптичних явищ рухомих тіл. Він припустив, що рухомі тіла стискаються у напрямі руху, причому саме так, що дослід Майкельсона повинен дати негативний результат. Із порівняння формул (14.2) і (14.4) виходить, що плече КL2 потрібно скоротити в 
разів, тоді t1 дорівнюватиме t2, а різниця їх t1 – t2 = 0, що й відповідає результату досліду Майкельсона. Незалежно від X. Лоренца таку саму гіпотезу висловив Дж. Фітцджеральд, тому цей ефект називають лоренц-фітцджеральдовим скороченням.
Якщо лінійні розміри тіла в стані спокою l0, а розміри рухомого тіла l, то, за Лоренцом – Фітцджеральдом,
Де β = υ/с. Така гіпотеза “рятувала” ефір і пояснювала нульовий результат експерименту Майкельсона. Проте оскільки лоренц-фітцджеральдовому скороченню мають підлягати однаковою мірою всі тіла в рухомій системі, то це скорочення неможливо виявити звичайними вимірюваннями довжини. Звичайне вимірювання довжини полягає в порівнянні твердого стрижня одиничної довжини з вимірюваною відстанню. Оскільки під час руху і одиниця довжини, і вимірювана відстань скоротяться в однакову кількість разів, відношення між ними збережеться.
Остаточну відповідь на питання про скорочення тіл у напрямі руху при великих швидкостях дав А. Ейнштейн, створивши спеціальну теорію відносності. Негативний результат досліду Майкельсона став основою для створення цієї теорії. А. Ейнштейн говорив А. Майкельсону так: “Ви відкрили фізикам нові шляхи і своїми чудовими експериментами проклали дорогу для теорії відносності. Ви виявили помилки ефірної теорії світла і стимулювали ідеї Лоренца і Фітцджеральда, з яких розвинулась спеціальна теорія відносності. Без вашої роботи ця теорія була б і нині лише цікавим допущенням; вона дістала перше реальне підтвердження у ваших дослідах*.
___________________________________________________________________
*Джефф Б. Майкельсон и скорость света. – М.: Изд-во иностр. лит., 1963. – С. 144-145.
(1 votes, average: 5,00 out of 5)