А что такое лучик света? Эфир, магнит, гравитация, левитация
Шрифт:
Опустимся в запрошлые века
Удивителен, ушедший в историю недавний наш Двадцатый век. В России победил и разрушился Социализм; и вновь пришел Капитализм. По Марксу исторический переход к следующей социальной системе это результат эволюции, а Ленин свершил революцию – насилие, пронзив пространство – время. Быть может, поэтому и результат отрицательный. Россию потрясли разрухи – при переходе от Капитализма к Социализму и обратно – Капитализму.
Но, несмотря на войны и разрушения Человечество движется к совершенству. И в этом святая заслуга физиков. Они вопреки злу вершат добро, кропотливо, шаг за шагом, исследуют Мир, заглядывая сквозь микроскопы, телескопы и природа, как тайная книга, распахивается, даря свои блага.
Физики такие же, как и все мы – гомо Сапиенсы (разумные люди), но они, как азартные охотники, в вечном пути; и не ногами ходят – бродят, а умом, пытливостью находят истину природы. А после, активные, рукастые, головастые инженеры Сапиенсы, делают из той интеллектуальной добычи, реальные машины для всех, живущих на Земле.
К двадцатому столетию основные явления природы были описаны законами относительности Галилея, механики Ньютона.
Но оставалось не до конца раскрыто явление природы – электричество. Великий трудяга от физики, кропотливый экспериментатор Фарадей, открыл явление электромагнитной индукции. Проводники, по которым течет электрический ток, взаимодействуют через пространство, которое он назвал полем. Но что это такое?
Позже великий физик Максвелл, аналитически описал это чудо явление, доказал теоретически, что свет и электромагнитное поле едины; предполагалось, что средой распространения этого поля в пространстве является "Эфир". Мировой Эфир неподвижен, Все планеты и Земля движутся, вращаясь в нём.
Но что такое это пространство – поле, как ощутить этот Эфир, дотронуться хоть пальчиком?
Печальный опыт Майкельсона
Искусный экспериментатор Майкельсон, по подсказке Максвелла, создав специальный интерферометр, упорно стал искать тот загадочный Эфир.
Воздух – среда распространения звуковой волны, в какой-то мере являются аналогом Эфира. Воздух не видим, как и Эфир. Но ветер воздуха можно легко ощутить, а можно создать его, если быстро, быстро бежать, а лучше мчаться на автомобиле, высунув в окно нос, а лучше палец.
Известно, что Земля движется в пространстве Эфира по своей Солнечной орбите со скоростью 30 километров в секунду. Значит, должен быть и ветер Эфира. Но как его, сидя на Земле, уловить, ощутить. Просто, – поставить по ходу движения Земли парус,– Эфирный парус. Это шутка.
Сделаем по-другому. Известно, что свет – луч света распространяется по Эфиру. Относительно этого движущегося луча, мы и сравним своё движение – движение Земли. Это, значит, мы определили скорость движения Земли, относительно неподвижного Эфира.
Пустим луч вдоль по орбите. Пусть наш луч распространяется от источника света до экрана, вдоль «плеча» длиною 10 метров. по неподвижному Эфиру, со скоростью 300000 км в сек/сек. Но при этом учтём, что и само «плечо» движется вместе с Землей, относительно неподвижного эфира со скоростью 30 км/сек (так мы предполагаем)..
Итак, включим источник света. Какое расстояние пройдёт передний фронт луча, достигнув экрана. И ежу понятно десять метров, скажут не особо вдумчивые дяди. А умные и смелые весёлые ребята возразят. Дело в том, что пока волна светового луча, распространялась по неподвижному Эфиру, Земля не стояла на месте. Земля двигалась в одном направлении с лучом; её скорость 30 км/сек. Быстро, но в десять тысяч раз медленнее его. К тому моменту, когда луч пройдёт по неподвижному Эфиру 10 метров, экран, вместе с Землёй сдвинется на миллиметр (одну десятитысячную часть длины луча).
Этот миллиметр луч снова пройдёт, но за этот момент экран отойдёт от него на 0,1 микрон. Итак, луч будет догонять убегающий экран, делая последующие шаги 1миллиметр + 0,1 микрон, + 0, 01 нм. и так далее, пока не догонит крайней точки плеча.
По формуле точнее определим, какое расстояние должен пройти луч, чтобы встретиться с экраном, догнать его. Выведем эту известную формулу.
а) Луч Света ( * ) идет от начала плеча и до конца его. Но при этом и само плечо движется в сторону движения луча. Поэтому длина пробега луча увеличивается
Лучу света ( * ) надо дойти до крайней преграды – экрана. Но при этом, и экран тоже движется – "убегает" ( L` ). Но луч, двигаясь быстрее, нагонит его, пройдя, за одно и тоже время, большее расстояние ( L`` ). Выведем эту известную формулу.
Итак, луч прошел расстояние 10 метров+1мм+100нм.
А что это значит. Это значит, что за этот момент времени, наше «плечо» вместе с Землёй сдвинулось относительно Эфира на 1мм + 100нм.
Можно на этом остановиться. Мы определили движение Земли, относительно Эфира.
Да это так, но это теоретическое предположение. Физика требует экспериментальных доказательств. У Майкельсона более сложная задача, ему надо реально увидеть этот результат.
Опыт Майкельсона
Идея измерения малых величин при помощи эффекта интерференции была известна. Луч от источника разделяется на два когерентных луча. И далее лучи, пройдя до преграды и отразившись, возвращаются в исходную точку и сравниваются своей длиной. Но на пути одного луча, там, где он поворачивает назад, был поставлен предмет, толщину которого необходимо было замереть. Поэтому длина этого луча будет чуть покороче. Придя в исходную точку, два луча, сравниваясь, (накладываясь, один на другой), дают интерференционную картинку – чередование белых и черных полос. Полосы, при этом сдвинулись. Просто. Но это был процесс измерения толщины неподвижного объекта.
Но процесс измерения движущегося объекта сложнее и менее эффективен Измерительный луч, направлен по ходу движения Земли, а опорный луч направлен поперёк движения Земли. Дойдя вперёд до своих преград, оба луча возвращаются в исходную точку и сравниваются своей длиной. Поперечный опорный луч тоже изменяется в длине, но меньше. Вот в этом и заключается идея сравнения – измерения.
Но главное отличие интерферометра Майкельсона в том, что сам прибор находится в пути – движении. (Предполагалось, что Земля движется, относительно Эфира). Обратный ход продольного луча идёт навстречу движущемуся плечу. Это обстоятельство и определило низкую эффективность эксперимента