(35.1)
где n – показатель преломления воды. Таким образом, опыт Физо показал, что эфир (если
он существует) увлекается движущейся водой только частично.
Опыт Майкельсона. В 1881 г. Майкельсон осуществил знаменитый опыт, с помощью
которого он рассчитывал обнаружить движение Земли относительно эфира (эфирный ветер). В
1887 г. Майкельсон повторил свой опыт совместно с Морли на более совершенном приборе.
Установка Майкельсона – Морли изображена на рис. 137. Кирпичное основание поддерживало
кольцевой чугунный желоб с ртутью. На ртути плавал деревянный поплавок, имеющий форму
нижней половины разрезанного вдоль бублика. На поплавок устанавливалась массивная
квадратная каменная плита. Такое устройство позволяло очень плавно без толчков
поворачивать плиту вокруг вертикальной оси прибора. На плите монтировался интерферометр
Майкельсона, видоизмененный так, что оба луча,
прежде чем вернуться к полупрозрачной пластинке,
несколько раз проходили туда и обратно путь,
совпадающий с диагональю плиты.
Схема хода лучей показана на рис. 138.
Оптическая длина пути nl оценена выше: nl = (c/
)/ =
ct, где t –время, затрачиваемое лучом на
прохождение пути l в среде с показателем
преломления n. Тогда оптическая разность хода
равна:
= n
2
l
2
– n
1
l
1
= c(t
2
– t
1
).
Опыт основывался на следующих соображениях.
Предположим, что плечо интерферометра РМ
2
(рис.
139) совпадает с направлением движения Земли
относительно эфира. Тогда время, необходимое лучу
1, чтобы пройти путь до зеркала М
1
и обратно, будет
отлично от времени, необходимого для прохождения
пути РМ
2
Р лучом 2. В результате, даже при
равенстве длин обоих плеч, между лучами 1 и 2
возникнет некоторая разность хода. Если повернуть
прибор на 90°, плечи поменяются местами и
разность хода изменит знак. Это должно привести к
смещению интерференционной картины.
Чтобы вычислить ожидаемое смещение
интерференционной картины, найдем времена
прохождения соответствующих путей лучами 1 и 2.
Если эфир не увлекается Землей и скорость света
относительно эфира равна с (показатель
преломления воздуха практически равен единице),
скорость света относительно прибора будет равна с –
Рис. 138.
Рис. 139