Фейнмановские лекции по физике 2 (Фейнман) - страница 5

и обратно. Пусть время «туда» равно t_>1? а время «обратно» равно t_>2. Но пока свет движется от В до зеркала, сам прибор уйдет на расстояние ut_>1,так что свету придется пройти путь L+-ut_>1со скоростью с. Этот путь можно поэтому обозначить и как ct_>1; следовательно,

(этот результат становится очевидным, если учесть, что ско­рость света по отношению к прибору есть с — и; тогда как раз время равно длине L, деленной на с — и). Точно так же можно рассчитать и t_>2. За это время пластинка В приблизится на расстояние ut_>2, так что свету на обратном пути придется пройти только L-ut_>z. Тогда

Общее же время равно

удобнее это записать в виде

А теперь подсчитаем, сколько времени t_>3свет будет идти от пластинки В до зеркала С. Как и прежде, за время t_>3 зеркало С сдвинется направо на расстояние ut_>3(до положения С'), а свет пройдет по гипотенузе ВС' расстояние ct_>3. Из

прямоугольного треугольника следует

или

откуда

При обратной прогулке от точки С' свету приходится пройти то же расстояние; это видно из симметрии рисунка. Значит, и время возвращения то же (t_>3), а общее время равно 2t_>3. Мы запишем его в виде

Теперь мы можем сравнить оба времени. Числители в (15.4) и (15.5) одинаковы — это время распространения света в по­коящемся приборе. В знаменателях член u^>2/с^>2мал, если только и много меньше c. Знаменатели эти показывают, насколько изме­няется время из-за движения прибора. Заметьте, что эти из­менения неодинаковы — время прохождения света до С и обратно чуть меньше времени прохождения до Е и обратно. Они не совпадают, даже если расстояния от зеркал до В оди­наковы. Остается только точно измерить эту разницу.

Здесь возникает одна техническая тонкость: а что если длины Lне точно равны между собой? Ведь точного равенства все равно никогда не добьешься. В этом случае надо просто повернуть прибор на 90°, расположив ВС по движению, a BE— поперек. Различие в длинах тогда перестает играть роль, и остается только наблюдать за сдвигом интерференционных полос при повороте прибора.

Во время опыта Майкельсон и Морли расположили прибор так, что отрезок BEоказался параллельным движению Земли по орбите (в определенный час дня и ночи). Орбитальная ско­рость равна примерно 30 км/сек, и «снос эфира» в определенные часы дня или ночи и в определенное время года должен до­стигать этой величины. Прибор был достаточно чувствителен, чтобы заметить такое явление. Но никакого различия во вре­менах обнаружено не было — скорость движения Земли сквозь эфир оказалось невозможно обнаружить. Результат опыта был нулевой.

Это было загадочно. Это настораживало. Первую плодо­творную идею, как выйти из тупика, выдвинул Лоренц. Он допустил, что все материальные тела при движении сжимаются, но только в направлении движения. Таким образом, если длина покоящегося тела есть