Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Трейман С. -> "Этот странный квантовый мир" -> 23

Этот странный квантовый мир - Трейман С.

Трейман С. Этот странный квантовый мир — И.: НИЦ, 2002. — 224 c.
ISBN 5-93972-117-6
Скачать (прямая ссылка): etotstranniykvantoviymir2002.djvu
Предыдущая << 1 .. 17 18 19 20 21 22 < 23 > 24 25 26 27 28 29 .. 108 >> Следующая

не зависящей от движения наблюдателя! Среди всех, участвовавших в
обсуждении этих электромагнитных вопросов, был Эйнштейн, который возвел
эту инвариантность в принцип, положенный в основу специальной теории
относительности. Эйнштейн считал, что не нужно слишком полагаться на
результаты Майкельсона-
Специальная теория относительности
47
Морли. Тем не менее, остановимся на быстром и очень схематичном изложении
эксперимента.
Каким бы ни было состояние движения эфира относительно неподвижных звезд,
поскольку Земля вращается вокруг Солнца (около 30 км/сек), разумно
предположить, что она при этом двигается относительно эфира, за
исключением, быть может, некоторых моментов времени в течении года.
Установка Майкельсона-Морли, изображенная на рис. 2.2, была
спроектирована для того, чтобы проверить это относительное движение. Свет
от источника падает на полупосеребрен-ное зеркало А. Часть его отражается
от А, падает на В и снова после отражения, пройдя через А, попадает в
телескоп. Другая часть света, пройдя через А, доходит до С, и после
отражения в А попадает в тот же телескоп. Расстояния между А и Ь, а также
между А и С одинаковы. Если установка движется относительно эфира от А к
С - назовем это горизонтальным направлением - тогда время прохождения
луча вдоль А-С-А, с учетом движения эфира будет равно
t L L 2L!c2
н c-v +c + v l-v2/c2'
Для вертикального движения луча А-В-А с учетом того, что движение луча
вверх и вниз между отражениями в лабораторной системе отсчета происходит
с некоторым наклоном, нетрудно найти
2 Lie tv = - -.
^l-v2/c2
Если Земля находится в покое относительно эфира, то вертикальные и
горизонтальные интервалы времени будут одинаковы. Лучи попавшие в
телескоп и идущие по разным путям, будут между собой складываться: т. е.
максимумы амплитуды волны будут будут попадать на максимумы, а минимумы
на минимумы. Но если скорость не равна нулю, времена прохождения будут
неравными и интерференционная картина сдвинется. Такого сдвига обнаружено
не было. Фактически, два времени движения оказались равны, как если бы
скорость света оказалась одинаковой для любого состояния движения
относительной системы отсчета. Это можно было бы объяснить, предположив,
что Земля "локально" переносит часть эфира вместе с собой, поскольку
движение Земли относительно эфира не ощущается. Но это противоречит очень
хорошо проверенным экспериментам по аберрации света от удаленных звезд.
Лоренц и Фитцджеральд предложили другой способ объяснения. Они заметили,
что результаты Майкельсона-Морли могут быть поняты, если предположить,
что каждый кусочек экспериментальной установки
48
Глава 2
(Ь)г_.
В
L
А
*- -Источник света
Телескоп
Рис. 2.2. Схема эксперимента Майкельсона - Морли. Диаграмма а) изображает
ситуацию, когда аппаратура неподвижна относительно эфира. Диаграмма б)
соответствует движению через эфир.
(а следовательно, и любое материальное тело), сжимается на нужную
величину по направлению движения через эфир. Они были фактически на
правильном пути и даже получили правильную формулу сокращения, но это
была простая подгонка под результат. Более глубокого понимания Лоренц
достиг в 1904 г., когда он обнаружил что уравнения Максвелла инвариантны
относительно группы неклассических преобразований, которые в обозначениях
(2.6) можно записать в виде
С этой точки зрения наблюдения Лоренца были чисто математическими. Но
если уравнения электромагнетизма действительно имеют один и тот же вид во
всех инерциальных системах отсчета, так что преобразования Лоренца (2.8)
действительно справедливы, то должны иметь глубокие следствия для всей
концепции пространства и времени.
Основные явления, связанные с обсуждением относительности, обычно связаны
с понятием события, т. е. чего-то такого, что происходит в некоторой
точке пространства в некоторый момент времени. Наблюдатель в данной
относительной системе отсчета ставит в соответствие событию некоторые
пространственные и временные координаты. Наблюдатели в двух различных
инерциальных системах отсчета, взглянув на одно и то же событие,
сопоставят ему различные координаты; в этом нет ничего таинственного. Но
если их часы были однажды синхронизированы и хорошо отлажены, мы могли бы
ожидать, что два наблюдателя будут согласны друг с другом относительно
времени собы-
x' = T(x - vt), у' = у, z' = z, t'=T(t - vx/c2)
(2.8)
Специальная теория относительности
49
тия. Таким образом, мы ожидаем, что должны выполняться соотношения (2.6).
Но из преобразований Лоренца (2.8) незамедлительно следует, что времена
tut' неодинаковы, т. е. часы имеют разную скорость хода в системах
отсчета, находящихся в относительном движении. Аналогично, соотношения
между координатами пространства х и х' содержат неожиданный, зависящий от
скорости множитель Г. Этого никогда не бывает заметно в повседневной
практике, поскольку обычно мы имеем дело со скоростями, очень малыми по
сравнению со скоростью света. При v <С с, множитель Г очень близок к
Предыдущая << 1 .. 17 18 19 20 21 22 < 23 > 24 25 26 27 28 29 .. 108 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed