пор лишь на движении обычных тел; вопрос о приложимости этого закона к необычной материи—Э.—не может быть решен а priori. Поэтому, если бы оказались факты, которые непримиримы с подвижностью Э., пришлось бы заменить 3-й закон движения более общим, который переходил бы в обычный 3-й закон, когда мы имеем дело лишь с обычной материей. Действительно, опыт дает несколько, очень правда тонких оптических явлений, которые могут навести на мысль о неподвижности Э
9) Участие 9. в движении обычных тел. Если мы отвлечемся сначала от явлений оптических (электромагнитных волн), то свойства Э. проявляются в явлениях электричества и магнитизма, статических и стационарных. Когда мы имеем на земле искусственно созданное движете наэлектризованных тел, магнитов, электрических токов и т. п., мы, не участвуя сами в этом движении, наблюдаем ряд электромагнитных явлений (напр. магнитное действие движущихся наэлектризованных телъ—опыт Баланда [Rowland, 1876]—индукцию токов и т. д.), но по ним не можем заключить об участии Э. в этом движении. Можно бы было думать, что это участие скажется, когда и наблюдатель участвует в движении, или когда движутся тела в нейтральном состоянии. В последнем случае движение Э. могло бы проявиться появлением токов или электрических зарядов и т. д. К числу опытов этого рода принадлежит напр. опыт Фарадея с падающей проволочной катушкой в которой падение не вызывало индуктивного тока; опыт де Кудра (Des Coudres, 1889), где индуктивное действие одной катушки на другую компенсировалось при помощи третьей катушки и компенсация эта не расстраивалась, каково бы ни было положение катушек относительно направления движении земли; опыт Рёнтгена (Röntgen), где заряженный конденсатор, не смотря на участие в движении земли, не показывал магнитного действия; опыт Гильберта (Gilbert, 1901), где проволочная катушка быстро вращалась около своей оси, но не давала при этом электрического тока; опыт П. Н. Лебедева (1903), где две длинных параллельных разнородных проволоки, спаянные на одном конце, не обнаружили электрического тока, какое бы положение проволоки ни занимали по отношению к направлению движения земли и мн. др. Все опыты таким образом дали отрицательный результат, что, однако, по существу дела, независимо от всякой теории, не говорит ни за, ни против участия Э. в движении обычных тел. Иначе стоит дело по отношению к явлениям оптическим, так или иначе связанным с участием Э. в движении. Эти явления можно разделить на две группы:
I группа: все участвующее в явлении (источники света, приборы, среды, наблюдатель) имеет одну и ту же скорость движения.
II группа: все участвующее в явлении имеет не одну и ту же скорость; эта группа в свой очередь распадается на две:
II а: источник света и наблюдатель с приборами имеют одну общую скорость; среда (или среды) между ними имеют иную скорость движения.
II b: источник света имеет свое движение; все остальное имеет иное движение.
К I группе относятся все опыты, когда источники света, среды, приборы и наблюдатель покоятся относительно движущейся в пространстве земли. Главнейшие из опытов этого рода: α) опыт Максвелля (1868): освещенный крест нитей зрительной трубы спектроскопа посылал лучи через призмы; лучи затем отражались от зеркала и возвращались назад, давая в зрительной трубе отраженное от зеркала изображение креста нитей. Это изображение не изменяло своего положения относительно настоящого креста нитей, каково бы ни было положение призм (и идущого чрез них луча) относительно направления движения земли. β) Опыт Кеттелера (Ketteler, 1872), где две части одного луча проходили каждый вдоль своей трубы с водой; трубы были слегка наклонны одна к другой и лучи в них шли на встречу друг другу. В конце пути оба луча интерферировали, но интерференционная картина не менялась от движения земли. γ) Опыт его же и независимо Маскара (Mascart, 1874) над внутренним отражением и двойным преломлением в исландском шпате; влияния движения земли нет. δ) Опыт Маскара над вращением плоскости поляризации в кварце; опыт повторен лордом Рейли (Rayleigh, 1902) с большими средствами. Угол вращения плоскости поляризации в кварце и иных средах доходил до 5500°. Ни при каком положении направления луча относительно движения земли изменения угла вращения не было. ε) Опыт Майкельсона (Michelson, 1881), повторенный им позже вместе с Морли (М. а. Morley, 1887), явившийся осуществлением идеи Максвелля. Луч света, встречая наклонную к себе под углом 45° стекляную пластинку A, дает два взаимно-перпендикулярных луча, отраженный и преломленный. Первый направляется пусть нормально движению земли, второй—параллельно. Каждый из лучей (при помощи многократного отражения) проходит путь в 11 метров, затем отражается от зеркал B', B, возвращается назад по первоначальному направлению и у пластинки А первый преломляется, второй отражается, так что оба получают одно направление и интерферируют. Если ω есть общая скорость движения точек А и В с землей относительно эфира воздуха, в котором идут волны света, то время, нужное
лучу для прохода пути AB=d, будет d/(V+ω)
(V—скорость света), а пути ВА будет
d/(V–ω), так что все время, нужное для прохода взад и вперед пути 2d будет
(2d/V)·(V2/(V2–ω2)) что при малом ω сравнительно
с V((ω/V)≤ 10–4) дает (2d/V)·(1+ω2/V2).
Поэтому между интерферирующими лучами будет разница хода вследствие движения земли
±2d (ω2/V2) которая перейдет в -+2d (ω2/V2),
если всю систему повернуть около А на 90°. Смещение интерференционных полос должно бы быть 0.4 расстояния двух полос, чего однако, не было, т. е. ω = 0. η) Опыт Май-кельсона (1897); аналогично прежнему один из лучей поднимался над землей почти вертикально на 15 метров, шел некоторый путь горизонтально, спускался вертикально вниз и возвращался назад горизонтально, тогда как другой луч проходил тот же путь в обратном направлении; и здесь интерференционная картина почти (0·05) не смещалась в течение суток. Между тем, если, наприм., в полдень один из лучей вверху шел по направлению движения земли, то в полночь он шел против этого движения; поэтому лучи в полдень имели раз-
ницу хода ±(2d (ω1–ω2/V), а в полночь
-+ (2d (ω1–ω2/V), где ω1, ω2 — скорость движения
связанных с землей предметов относительно Э. вверху и внизу. Это значит, что вообще скорость движения Э. одинакова—у земли и очень далеко над поверхностью земли; если Э. не движется, то не движется ни там, ни здесь. ι) Опыт Гага (Haga, 1901); линии поглощения в спектре не смещаются вследствие движения земли, чем опровергается противоположный результат Клинкерфюсса (Klinkerfüss, 1870). κ) Опыт Нордмайера (Nordmeyer, 1903), осуществивший идею Физо (Fizeau, 1854). Источник света находился посреди расстояния между двумя термоэлементами А и B, полученный в которых электрический ток приводился к нулю. Эта компенсация не расстраивалась поворотом прибора так, чтобы АВ было направлено по или перпендикулярно движению земли.
К группе IIа относятся опыты, где между неподвижными на земле источником света и наблюдателем вводилась среда, имевшая свое движение по земле. λ) Опыт Физо (1851), повторенный Майкельсоном и Морли (1886). Луч света разделялся на две части; одна проходила две параллельно лежащия трубки с водой, последовательно, по одному направлению, другая—те же трубки по противоположному. Лучи затем делались параллельными и интерферировали. Когда воду в трубках заставляли течь в противоположных направлениях, то одному из лучей приходилось все время идти с током воды, другому—ему навстречу. Опыты показали, что вследствие этого интерференционные полосы очень заметно смещаются. Это значит, что лучи идут с неодинаковой скоростью света, а именно со скоростями соответственно V+δω и V—δω. где V скорость света в неподвижной воде, а ω — скорость течения (5—8 метр. в секунду). Опыты Физо дали
δ=0.434, Майкельсона и Морли—δ = 0.438. Если заменить воду воздухом, смещения полос нет, т. е. практически δ=0. Все это согласно с добытым в теории Френeля
(Fresnel, 1818) результатом, что δ=1–(1/n2),
где n показатель преломления неподвижной воды или воздуха. μ) Опыт Цендера (Zender), где не замечалось смещения интерференционных полос при движении поршня в безвоздушном пространстве, ν) Опыт Лоджа (Lodge, 1893), выполненный с большими средствами. На одной оси вращаются два параллельных между собой металлических диска (пилы). Луч, раздвоенный, как и в выше указанных опытах, каждой своей частью описывал, при помощи соответственно помещенных зеркал, длинный путь в воздухе между дисками; лучи шли в противоположных направлениях и в конце концов интерферпровали. Не смотря на то, что диаметр дисков был почти в метр, а скорость вращения доходила до 50 оборотов в секунду, смещения интерференционных полос от движения дисков (Э. между ними) не было.
Наконец, к группе ИИ b относятся опыты, где источник света находится вне земли (звезды, солнце); все же остальное неизменно связано с землей, о) Аберрация света (см.); явление состоит в том, что, блогодаря движению земли на ея орбите со скоростью ω,, мы не видим на земле Т небесное тело (звезду) А в его настоящем положении, а смещенным в сторону движения земли в положение А'. Угол α между направлениями AT и А'Т и есть аберрация, при чем V Sin α = ωSin (ω, АТ) где V скорость света в воздухе (Э.). π) Опыт Эри (Airy, 1871), по идее БОшковича (Boscovich). В зрительной трубе, с помощью которой наблюдается аберрация, заменяется воздух водой. От этого угол α не менялся, ρ) Опыт Арого (Arago). Отклонение луча света неземного происхождения в призме (ахроматической) не меняется движением земли, σ) Опыт Толлона (Thollon, 1870); линии солнечного спектра смещаются под влиянием вращения солнца около оси. Позже стало общеизвестным смещение спектральных линий небесных тел (самосветящихся), блогодаря их движению, направленному к или от земли. Здесь мы имеем проявление общого принципа кинематического характера (принцип Допплера, Doppler, 1847), согласно которому относительное движение источника волн и приемника их (наблюдатель) обусловливает кажущееся изменение периода волны, τ) Опыт Физо (1846). Солнечный свет (полдень, солнцестояние), поляризованный прямолинейно, проходит наклонно ряд стеклянных пластинок и затем входить в анализатор. При таком преломлении вообще плоскость поляризации повертывается. Физо наблюдал разницу в этом повороте в зависимости от того, шел ли луч света с З на В, или обратно. Здесь дело сводится к изменению яркости преломленного луча в зависимости от движения земли. Аналогичный
