Волновая теория света рассматривала свет как упругие волны, распространяющиеся в особой среде – эфире. Вопрос встал об обнаружении движения тел (источников или приемников света) по отношению к этой среде. Обнаружение эфира сделало бы возможным выделения абсолютной системы отсчета. При этом возникают три возможности:
1) Эфир совершенно не увлекается движущимися телами.
2) Эфир увлекается телами частично приобретая скорость αυ, где υ – скорость тела относительно абсолютной системы отсчета, α – коэффициент увлечения эфира.
3) Эфир полностью увлекается движущимися телами.
Физо с целью выяснения вопроса о том увеличивается ли эфир движущимися телами в 1851 г. поставил опыт (рис. 4). Параллельный пучок света от источника I разделяется полупрозрачной пластиной Р на два пучка 1 и 2. За счет отражения зеркал S1, S2 и S3 пучки, пройдя в общей сложности одинаковый путь L, снова попадают на пластинку Р. Пучок 1 частично проходя через Р, пучок 2, частично отражаясь, попадает в виде двух когерентных лучей 1' и 2' интерферируют в фокальной плоскости зрительной трубы. По трубам установки могла пропускаться вода со скоростью u в сторону первоначального направления луча 1. Луч 2 распространялся в обеих трубах навстречу движения воды, луч 1 – по течению. Разность хода возникает лишь по пути лучей в воде. Этот путь имеет длину 2l. Скорость света относительно эфира в воде обозначим υ. Если вода увлекает частично эфир, то у него будет скорость относительно установки αu. Скорость луча 1 относительно установки тогда будет υ+αu, а для луча 2 – (υ–αu). Луч 1 проходит путь 2l за время t1=2l/( υ+αu), луч 2 за t2= l/(υ-αu). Оптическую длину пути запишем в виде . Оптическая разность хода тогда будет
(2)
Определяя число полос на которое сместится интерференционная картина при включении движения воды, можно найти Δ, так как . Из этих данных определяется коэффициент увлечения α. Он оказался равным
(3)
Таким образом, если существует эфир, то увлекается частично. В 1881 г. Майкельсон поставил опыт, с помощью которого он рассчитывал обнаружить движение Земли относительно эфира (эфирный ветер) рис. 5. Опыт проводился с помощью интерферометра. Плечо интерферометра РS2=l совпадает с направлением движения Земли относительно эфира. Время первого луча отличается от времени второго луча. В результате возникает разность хода. Если повернуть прибор на 900 плечи поменяются местами и разность хода изменит знак. Это должно привести к смещению интерференционной картины, которое можно определить. Число полос на которое сместится интерференционная картина составляет . Учитывая что l=11м, λ=0,59·10-6м, получается значение ΔN≈0,4 полосы. Прибор позволял обнаружить смещение порядка 0,01 полосы. Однако никакого смещения интерференционной картины не было обнаружено. Отрицательные результаты этого опыта привели к координальному пересмотру существующих представлений о пространстве и времени и привели Эйнштейна к созданию СТО.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему