Эксперимент Майкельсона-Морли

Схема опыта Майкельсона-Морли изображена на рис. 108. Основная деталь эксперимента - интерферометр Майкельсона.

Луч света от источника S попадает на полупосеребренное зеркало M_s, разделяется на два пучка 1 и 2 и попадает на зеркала M₁ и М₂ Предполагается, что Земля движется влево относительно эфира со скоростью v. Около Земли возникает "эфирный ветер", движущийся со скоростью v вправо. Пучок 2 идет параллельно "эфирному ветру", пучок 1 - перпендикулярно.

Рассмотрим ход лучей 1 и 2. Начнем с пучка 2, идущего параллельно "эфирному ветру". Полагаем, что путь от М_s до М₂, свет проходит со скоростью (с + v).

времени равна

Лучи 1 и 2 когерентны, следовательно, должны создавать на экране интерференционную картину. Для ее изменения Майкельсон и Морли поворачивали интерферометр на 90°. В повернутом положении пучок 1 двигался параллельно "эфирному ветру", а пучок 2 - перпендикулярно ему.

В повернутом положении запаздывание одного луча по сравнению с другим будет равно:

Поворот интерферометра должен приводить к сдвинут. интерференционных полос на величину, определяемую, разностью этих интервалов времени (дельта t - дельта t`).

Соответствующие оценки (и = 3 • 10⁴ м/с, с - 3 • 10⁸ м/с, l₁ ~ 1₂ ~ 11м) дают, что сдвиг интерференционной картинки должен быть на 0,4 полосы.

Заметить такой сдвиг Майкельсону и Морли было нетрудно, так как их интерферометр позволил наблюдать сдвиг интерференционной картины на 0,01 полосы.

Однако Майкельсон и Морли не обнаружили выходящие за пределы ошибки эксперимента сдвиг интерференционных полос. Отрицательный результат эксперимента Майкельсона-Морли стал одной из величайших загадок физики конца XIX в.

№85. Преобразования Лоренца.

Пусть имеются две системы отсчета K и , причем K движется относительно с постоянной скоростью v параллельно оси . При этом в системе K существует электрическое поле с напряжённостью и магнитное поле с напряжённостью , а в системе - электрическое поле с напряжённостью и индукцией и магнитное поле с напряжённостью и индукцией . Тогда формулы преобразования электромагнитных полей имеют вид

№86. Сокращение масштабов при движении

Пусть стержень длины l движется (вдоль своей длины) со скоростью v относительно некой (инерциальной) системы отсчёта. В таком случае в фиксированный момент времени расстояние между концами стержня составит:

№87. Релятивистская инвариантность. Интервал
Релятивистская инвариантность – свойство физических законов сохранять свой вид при преобразованиях Лоренца.

Интервал в теории относительности — аналог расстояния между двумя событиями в пространстве-времени, являющийся обобщением евклидового расстояния между двумя точками.

s –интервал, Δt (x,y,z) = (t1(x1,y1,z1) – t2(x2,y2,z2)) – разность координат соответствующих точек.

Интервал является инвариантом в СТО и ОТО.

В частности он инвариантен относительно преобразований Лоренца, т.е.

S’^2 = S^2, доказывается «в лоб» пишем S’^2 подставляем преобразования Лоренца, раскрываем скобки, приводим подобные, получаем профит.

№88. Инвариантная запись уравнений электродинамики.

Где: , ,

№89. Эффект Доплера.

Эффект Доплера – изменение длины и частоты волн, регистрируемых приемником, вызванное движением их источника и/или движением приемника

3-х мерная система координат OXYZ, движемся по X, получаем систему координат O’X’Y’Z’, где центр О сдвинулся лишь по X, угол - угол между Х и каким-то вектором k, который перешел в вектор u.

Над теормином работали:

Бобошко Алексей

Круглов Леонид

Лаврушкин Серж

Малахов Дмитрий

Мошкин Егор

Сачко Егор

Шохин Кирюша

Юшин Павел

Огромная благодарность им за это!!!

Viva la 214!