Когда Майкельсон и Морли решили осуществить свой эксперимент для выяснения свойств эфира, они как раз и обратили внимание на интерферометр, который мог послужить их целям. Они задумали эксперимент, который ответил бы на вопрос: а существует ли эфир вообще и движется ли он относительно Земли. Подобно волнам на поверхности движущейся воды в реке, световые волны должны были бы двигаться с разными скоростями по отношению к наблюдателю в зависимости от того, идут эти волны по направлению движения эфира, против него или поперёк него. Если Земля движется в эфире (или, что то же самое, эфир обтекает Землю), то наблюдатель на Земле должен был бы заметить разницу в скоростях распространения света по разным направлениям. Чтобы измерить эту разницу, Майкельсон и Морли построили большой интерферометр, который плавал в бассейне с ртутью. Они пытались определить, не меняется ли скорость света, распространяющегося вдоль путей 1 и 2 при повороте интерферометра в бассейне на 900. Разность скоростей распространения света можно было бы определить по смещению интерференционных полос при вращении прибора.
Мысленно проделаем весь этот эксперимент, отвлекшись от многих чисто экспериментальных трудностей, которые необходимо было преодолеть Майкельсону и Морли. Вообразим себе огромный интерферометр с плечами ММ1 (путь 1) и ММ2 (путь 2), причём [ММ1] = [ММ2] = L, который плавает по поверхности ртути. Ориентируем его на ось SM1 в направлении движения Земли по отношению к удалённым неподвижным звёздам. Разумно предположить, что это и есть направление, по которому мы вместе с Землёй движемся сквозь эфир (если только последний существует).
Пусть скорость света относительно эфира равна С. Из преобразований Галилея тогда следует, что скорость света относительно Земли вдоль плеча интерферометра, параллельного скорости движения Земли, равна:
(для света, идущего от М к М1)
5-1
(для света, идущего от М1 к М)
Времена, необходимые для прохождения световой волны по этим двум путям соответственно равны:
5-2
Таким образом, время, необходимое свету для прохождения по замкнутому пути ММ1М, параллельному движению Земли, оказывается равным
5-3
|
