Опыт Физо́ — опыт по определению скорости света в движущихся средах (телах), осуществлённый в 1851 году Луи Физо[1][2]. Опыт демонстрирует эффект релятивистского сложения скоростей.
Луч света от источника разделяется полупрозрачной пластинкой на два луча, один из которых, отражаясь от зеркал, проходит через текущую в трубах воду по направлению её движения, а другой — против её движения. После этого оба луча попадают в интерферометр, где и наблюдается интерференционная картина. Измерения производились сначала при неподвижной воде, а затем — при движущейся со скоростью 7 м/c [3]. По смещению интерференционных полос определялась разность времён прохождения лучей в движущейся и неподвижной среде, а следовательно, и величина (коэффициент увлечения).
Этот раздел не завершён. |
Если — скорость света в вакууме, а — показатель преломления, то скорость света в неподвижной среде равна . Если среда движется относительно лабораторной системы отсчёта со скоростью , то скорость света будет равна
где приближённое равенство записано в первом порядке по . В опыте Физо в качестве среды выступала текущая вода.
Первоначально, такая зависимость скорости света V от скорости среды и коэффициента преломления интерпретировалась в рамках классического сложения скоростей. В этом случае результат эксперимента можно объяснить, если считать, что свет частично увлекается средой , где — коэффициент увлечения, а знаки «+» и «−» соответствуют одинаковым и противоположным направлениям распространения света и движения среды. Подобное частичное увлечение было получено в 1818 году Френелем и в дальнейшем возникало в электронной теории X. Лоренца.
Согласно электронной теории Лоренца, эффект увлечения света движущейся средой обусловлен следующим: индуцированные проходящей волной диполи среды дают вторичное излучение, которое при движении среды увлекается вместе с диполями. Значение её при этом должно определяться отношением поляризационного тока к току смещения (здесь Р, Е, D — векторы поляризации, напряжённости электрического поля, электрической индукции, — диэлектрическая проницаемость среды):
Теория Лоренца частичного увлечения света водой имеет только историческое значение. Для последовательного описания опыта Физо необходима специальная теория относительности.
В рамках теории относительности нет необходимости в гипотезе частичного увлечения. Фактически свет полностью «увлекается» средой[прояснить], а результат опыта Физо свидетельствует о неклассическом (релятивистском) сложении скоростей[прояснить]. Таким образом, опыт сыграл важную роль при построении электродинамики движущихся сред и явился одним из экспериментальных обоснований теории относительности Эйнштейна.
Однако при этом оставлена без внимания суть принципа постоянства скорости света, который постулируется в теории относительности Эйнштейна только для источников света, движущихся с разными скоростями. В опыте Физо такие источники не используются. Данный пробел в комментариях опыта Физо в наше время можно считать заполненным обсуждением опытов Саньяка с вращающимся интерферометром при отсутствии каких-либо сред между зеркалами.
Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .