ПРИЛОЖЕНИЕ 4
ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ РАССМОТРЕНИЕ ОПЫТА МАЙКЕЛЬСОНА-МОРЛИ С УЧЁТОМ ЭФФЕКТА ДОПЛЕРА
Приведенный в статье анализ опыта Майкельсона-Морли, по сути, повторяет анализ, проделанный Лоренцем. В анализе рассматривается только оптический путь, проходимый лучами света, но не рассматривается вопрос: какое влияние на интерференционную картину оказывает эффект Доплера? Для Лоренца было самоочевидным, что эффект Доплера не оказывает влияния на картину процессов в эксперименте. Однако это не является так же самоочевидным для всех. Проповедники СТО утверждают, что опыт Майкельсона-Морли подтверждает распространение света без среды. Частично сфальсифицировав формулу эффекта Доплера для акустических явлений, они утверждают, что эффект Доплера для среды исказил бы интерференционную картину в эксперименте Майкельсона-Морли относительно наблюдаемой. В ПРИЛОЖЕНИИ 2 было показано, что формулы эффекта Доплера для акустических и оптических явлений совпадают и обе являются следствием наличия среды.
Рассмотрим, какие процессы происходят в измерительном плече интерферометра Майкельсона-Морли с учётом эффекта Доплера? При ориентации измерительного плеча в направлении, перпендикулярном движению относительно мирового эфира, эффектом Доплера можно пренебречь. Не будем забывать, что эксперимент ставился для обнаружения движения Земли относительно мирового эфира. Ожидаемые значения скорости движения были значительно меньше скорости света. Продольное смещение плеча значительно меньше пути, пройденного лучом в самом плече (Рис. 4).
B B’ B”
V
A A’ A”
Рис.4
Поэтому можно считать, что при ориентации измерительного плеча интерферометра перпендикулярно направлению движения, длина световой волны, распространяющейся в нём в обоих направлениях равна длине волны в состоянии покоя λ0.
При ориентации измерительного плеча вдоль направления движения относительно мирового эфира эффект Доплера должен иметь место быть. Как было выяснено в ПРИЛОЖЕНИИ 2, формулу эффекта Доплера для оптических явлений может быть представлена в виде:
,
где: λ0 – длина волны источника, неподвижного относительно мирового эфира;
λ – длина волны с учётом эффекта Доплера;
Vп – скорость приёмника относительно мирового эфира;
Vи – скорость источника относительно мирового эфира;
C – скорость света в вакууме (мировом эфире).
В положении I (Рис. 2) можно считать, что источник находится на конце плеча интерферометра, помеченном буквой A, а приёмник – на конце, помеченном буквой B. Поскольку скорость источника равна скорости приёмника, согласно формуле для эффекта Доплера длина воспринимаемой волны на стороне приёмника всегда будет равна длине волны источника, неподвижного относительно мирового эфира независимо от наличия и величины скорости движения относительно мирового эфира. А как будет сказываться эффект Доплера на распространении световой волны вдоль плеча интерферометра? Излучение на конце, помеченном буквой A, будет происходить с длиной волны
.
Это означает, что за период колебаний световая волна проходит такое расстояние вдоль мирового эфира. За это же время само плечё сместится в том же направлении на расстояние
, где ν0 – частота излучения неподвижного источника.
Воспринимаемая длина волны увеличится:
и станет равной длине волны неподвижного источника. Благодаря однородности и изотропности мирового эфира точки пространства между собою неотличимы. Световая волна источника, движущегося вместе с системой, независимо от скорости движения будет восприниматься в самой системе с той же частотой и длиной волны, что и в системе, неподвижной относительно мирового эфира. Если мы сделаем мгновенную фотографию световой волны вдоль плеча интерферометра, то это будет волна с длиной λ0.
I А L B V
 |
 |
C DL1
II A’ B’
DL2 C
III A” B”
Рис.2
К аналогичным выводам можно прийти, рассмотрев обратный путь луча из точки B’ в точку A”. Несмотря на наличие эффекта Доплера, длина распространяющейся в обоих направлениях световой волны остаётся неизменной и равной длине волны в системе неподвижной относительно мирового эфира. Лучи остаются когерентными, и интерференционная картина определяется только оптической длиной, пройденной световыми лучами, как это и имеет место в рассмотрении эксперимента Майкельсона-Морли, сделанном Лоренцем.
Итак, мы видим, что в движущейся системе частота и длина волны источника, движущегося вместе с этой системой, не меняются при любой скорости. Это является проявлением принципа относительности Галилея по отношению к оптическим явлениям. Как было сказано в статье: «…механические явления согласно КЛФП протекают в изолированных инерциальных системах в полном соответствии с законами классической механики. К аналогичному выводу можно прийти, проанализировав оптические явления.»
Но утверждать, что благодаря принципу относительности Галилея, движение относительно мирового эфира не может быть никак обнаружено, было бы неверным. Мы видели, что независимо от скорости движения частота и длина волны собственного источника света в движущейся системе остаётся такою же, как в неподвижной системе. Но согласно КЛФП имеется продольное сокращение материальных объектов в направлении движения. А скорость движения Земли относительно эфира изменяется. Поэтому и длина плеча интерферометра в направлении движения при этом тоже меняется. Оптическая длина, оставаясь одинаковой относительно любой ориентации интерферометра, тем не менее, меняется по абсолютной величине. Пока система движется абсолютно равномерно относительно мирового эфира, вращение интерферометра Майкельсона-Морли не будет давать абсолютно ни какого смещения интерференционных полос. Иначе можно сказать, что если измерения проводятся за короткий промежуток времени, пока скорость Земли существенно не успела измениться, никакого смещения не будет. Но если бы смещение интерференционных полос контролировалось непрерывно длительное время, скажем, в течение года, то можно было бы обнаружить смещение полос, связанное с изменением скорости движения Земли относительно эфира, которое не зависит от положения интерферометра. Изменения скорости Земли значительно меньше основной скорости. В опыте Майкельсона-Морли, вообще-то, было обнаружено смещение интерференционных полос, но значительно меньшее, чем ожидалось и с непонятной системой. Возможно, это и была реакция интерферометра на изменения скорости движения Земли относительно мирового эфира, связанное с неравномерным движением по орбите, суточным вращением, годичным циклом.
г. Волгоград 10.07.2009 г.
