Концепции современного естествознания. Физика для гуманитариев. Котликов Е.Н. - 62 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

62
1881 ãîäó.  îïûòå îïðåäåëÿëàñü ñêîðîñòü ñâåòà â ðàçëè÷íûõ äâè-
æóùèõñÿ ñèñòåìàõ îòñ÷åòà. Óæå ãîâîðèëîñü, ÷òî ïî òåîðèè Ìàêñ-
âåëëà ýëåêòðîìàãíèòíûå âîëíû äîëæíû ðàñïðîñòðàíÿòüñÿ ñî ñêîðî-
ñòüþ â âàêóóìå ñ. Âñòàë âîïðîñ, â êàêîé èíåðöèàëüíîé ñèñòåìå îò-
ñ÷åòà ýòî ïðîèñõîäèò. Åñëè òàêîâîé ñ÷èòàòü ñèñòåìó îòñ÷åòà, ñâÿ-
çàííóþ ñ íåïîäâèæíûìè çâåçäàìè, òî ñêîðîñòü íàøåé ïëàíåòû îòíî-
ñèòåëüíî íèõ v = 30 êì/ñ. Ýòà ñêîðîñòü áîëüøàÿ è ñðàâíèìàÿ ñî
ñêîðîñòüþ ñâåòà ñ.
Ìàéêåëüñîí ýêñïåðèìåíòàëüíî îïðåäåëÿë ñêîðîñòü ñâåòà â ðàç-
íûõ ñèñòåìàõ îòñ÷åòà: îí èçìåðÿë ñêîðîñòü ñâåòà, èäóùåãî â äâóõ
ïðîòèâîïîëîæíûõ îòíîñèòåëüíî Çåìëè íàïðàâëåíèÿõ. Â ñîîòâåòñòâèè
ñ ïðåîáðàçîâàíèÿìè Ãàëèëåÿ è ïîëîæåíèÿìè êëàññè÷åñêîé ìåõàíè-
êè, ñêîðîñòè ñâåòà â ýòèõ ñèñòåìàõ îòñ÷åòà äîëæíû áûëè áû îòëè-
÷àòüñÿ íà âåëè÷èíó 2v.
Ðåçóëüòàòû ýêñïåðèìåíòà Ìàéêåëüñîíà îäíîçíà÷íî ïîêàçàëè, ÷òî
ñêîðîñòü ñâåòà íå çàâèñèò îò âûáîðà ñèñòåìû îòñ÷åòà è âñåãäà ðàâíà
ñ. Òàêèì îáðàçîì, áûëî óñòàíîâëåíî, ÷òî ýëåêòðîìàãíèòíûå âîëíû
âî âñåõ èíåðöèàëüíûõ ñèñòåìàõ îòñ÷åòà ðàñïðîñòðàíÿþòñÿ ñ îäèíà-
êîâîé ñêîðîñòüþ ñ = 310
8
ì/ñ. Ýêñïåðèìåíòû, ïîäîáíûå îïûòó Ìàé-
êåëüñîíà, ïîâòîðÿëèñü íåîäíîêðàòíî ñî âñå âîçðàñòàþùåé òî÷íîñ-
òüþ. Íà ñåãîäíÿøíèé äåíü ìîæíî óòâåðæäàòü, ÷òî ñêîðîñòü â ðàç-
ëè÷íûõ ñèñòåìàõ îòñ÷åòà îäèíàêîâà ñ òî÷íîñòüþ ïîðÿäêà íåñêîëü-
êèõ ìì/ñ.
 1904 ãîäó ãîëëàíäñêèé ôèçèê Õ. À. Ëîðåíö (1853–1928) âûâåë
ïðåîáðàçîâàíèÿ äëÿ ïåðåõîäà èç îäíîé èíåðöèàëüíîé ñèñòåìû îò-
ñ÷åòà â äðóãóþ, îòëè÷íûå îò ïðåîáðàçîâàíèé Ãàëèëåÿ. Ñèñòåìà óðàâ-
íåíèé Ìàêñâåëëà áûëà èíâàðèàíòíà îòíîñèòåëüíî ýòèõ ïðåîáðàçî-
âàíèé. Ïðåîáðàçîâàíèÿ êàñàëèñü è êîîðäèíàò, è âðåìåíè.
Îáîçíà÷èì êîîðäèíàòû è âðåìÿ íåêîòîðîãî ñîáûòèÿ (íàïðèìåð
ïîëîæåíèÿ ìàòåðèàëüíîé òî÷êè â ïðîñòðàíñòâå) â èíåðöèàëüíîé
ñèñòåìå îòñ÷åòà Ê ÷åðåç x, y, z, t, à â äðóãîé èíåðöèàëüíîé ñèñòåìå
îòñ÷åòà Ê÷åðåç x, y, z, t. Ñèñòåìû îòñ÷åòà âûáðàíû òàê, ÷òîáû
èõ êîîðäèíàòíûå ñåòêè â íà÷àëüíûé ìîìåíò âðåìåíè t = t= 0
ñîâïàäàëè, à â äàëüíåéøåì ñèñòåìà Ê äâèãàëàñü îòíîñèòåëüíî ñèñ-
òåìû Ê ñî ñêîðîñòüþ v âäîëü åå îñè (OX). Ïðåîáðàçîâàíèÿ Ëîðåíöà
èìåþò âèä:
2
22
;;; .
11
vx
t
xvt
c
xyyzzt
vv
cc
′′
====
 
−−
 
 
(13.1)