З досвіду майкельсона та морлі випливає. Презентація з фізики на тему "Досвід Майкельсона - Морлі

Експеримент Майкельсона-Морлі

Схема експериментальної установки

Ілюстрація експериментальної установки

Досвід Майкельсона- фізичний досвід, поставлений Майкельсоном у році, з метою вимірювання залежності швидкості світла від руху Землі щодо ефіру. Під ефіром тоді розумілося середовище, аналогічне об'ємнорозподіленої матерії, в якій поширюється світло подібно до звукових коливань. Результат експерименту був негативний - швидкість світла не залежала від швидкості руху Землі та від напрямку вимірюваної швидкості. Пізніше, в році Майкельсон, спільно з Морлі, провів аналогічний, але більш точний експеримент, відомий як експеримент Майкельсона-Морліі той же результат. У році в Колумбійському університеті (США) було проведено ще більш точний експеримент з використанням протиспрямованих променів двох мазерів, що показав незмінність частоти від руху Землі з точністю близько 10 -9 % (чутливість до швидкості руху Землі щодо ефіру становила 30 км/с). Ще більш точні виміри 1974 довели чутливість до 0,025 м/с. Сучасні варіанти експерименту Майкельсона використовують оптичні та кріогенні мікрохвильові резонатори та дозволяють виявити відхилення швидкості світла, якби воно становило кілька одиниць на 10 −16 .

Досвід Майкельсона є емпіричною основою принципу інваріантності швидкості світла, що входить до загальної теорії відносності (ОТО) і спеціальної теорії відносності (СТО).

Примітки

Посилання

• Фізична енциклопедія, т. 3. - М: Велика Російська Енциклопедія; стор. 27 та стор. 28 .
• Г. А. Лоренц. Інтерференційний досвід Майкельсона. З книги "Versuch einer Theorie der elektrischen und optischen Erscheinungen in bewegten Körpern. Leiden, 1895 , Параграфи 89 ... 92.

Wikimedia Foundation. 2010 .

Дивитись що таке "Експеримент Майкельсона-Морлі" в інших словниках:

ЕКСПЕРИМЕНТ МАЙКЕЛЬСОНА МОРЛІ, експеримент, який мав велике значення у розвиток науки. Було проведено у 1887 р. Альбертом Майкельсоном та Едвардом МОРЛІ для виявлення руху Землі через ЕФІР. Той факт, що цей рух тоді не було виявлено, …

Загальний вигляд інтерферометр у перспективі. Зображення з доповіді А.Майкельсона за результатами його експериментів, виконаних у 1881 р. Рух Землі навколо Сонця та через ефір … Вікіпедія

- (Morley) Едвард Вільяме (1838 1923), американський хімік, який працював з Альбертом Майкельсоном над знаменитим експериментом Майкельсона Марлі в 1887 р. Цей експеримент довів, що не існує гіпотетичної речовини, званої ... ефіром Науково-технічний енциклопедичний словник

Загальний вигляд інтерферометр у перспективі. Зображення з доповіді А. Майкельсона за результатами його експериментів, виконаних у 1881 р.

Теорії відносності утворюють значну частину теоретичного базису сучасної фізики. Існують дві основні теорії: приватна (спеціальна) та загальна. Обидві були створені А. Ейнштейном, приватна у 1905, загальна у 1915. У сучасній фізиці приватна. Енциклопедія Кольєра

Альберт Абрахам Майкельсон Albert Abraham Michelson … Вікіпедія

Майкельсон, Альберт Абрахам Альберт Абрахам Майкельсон Albert Abraham Michelson Дата народження … Вікіпедія

Альберт Абрахам Майкельсон Альберт Абрахам Майкельсон (англ. Albert Abraham Michelson 19 грудня 1852, Стрільно, Пруссія 9 травня 1931, Пасадіна, США) американський фізик, відомий винаходом названого його ім'ям інтерферометра Майкельсона і ... Вікіпедія

Книги

• Помилки та помилки сучасної фізики (теорія відносності та класична теорія тяжіння), Авдєєв Є.Н. Ні тому, ні іншому не задовольняє теорія.
• Помилки та помилки сучасної фізики. Теорія відносності та класична теорія тяжіння, Авдєєв Є.. Будь-яка наукова теорія повинна задовольняти двом основним вимогам: відсутності системних логічних протиріч та відповідності досвіду. Ні тому, ні іншому не задовольняє теорія.

Ми вже говорили, що свого часу були зроблені спроби визначити абсолютну швидкість руху Землі крізь уявний «ефір», який, як думали тоді, просочує собою весь простір. Найвідоміший із таких дослідів зробили у 1887 р. Майкельсон та Морлі. Але лише через 18 років негативні результати їхнього досвіду пояснив Ейнштейн.
Для досвіду Майкельсон - Морлі використовували прилад, схема якого показана на фіг. 15.2. Головні частини приладу: джерело світла А, посріблено-напівпрозора скляна пластинка, два дзеркала С і Е. Все це жорстко зміцнюється на важкій плиті. Дзеркала С і Е розміщені були на однаковій відстані L від пластинки В. Пластинка розщеплює падаючий пучок світла на два, перпендикулярних один до одного; вони прямують на дзеркала і відбиваються назад на платівку.

Пройшовши знову крізь пластинку, обидва пучки накладаються один на одного (D і F). Якщо час проходження світла від В до Е і назад дорівнює часу проходження від В до З і назад, то пучки D і F, що виникають, виявляться у фазі і посиляться взаємно; якщо ці часи хоч трохи відрізняються, то пучках виникає зрушення по фазі як наслідок - інтерференція. Якщо прилад в ефірі «спокоїться», то часи точно рівні, а якщо він рухається направо зі швидкістю u, то з'явиться різниця в часі. Давайте подивимося, чому.
Спочатку підрахуємо час проходження світла від В до E і назад. Нехай час «туди» дорівнює t1 а час «назад» дорівнює t2. Але поки світло рухається від В до дзеркала, сам прилад піде на відстань ut 1 так що світові доведеться пройти шлях L + ut 1 зі швидкістю с. Цей шлях можна тому позначити як ct 1 ; отже,

(Цей результат стає очевидним, якщо врахувати, що швидкість світла по відношенню до приладу є з - u; тоді саме час дорівнює довжині L, поділеної на с-u). Так само можна розрахувати і t 2 . За цей час платівка наблизиться на відстань ut 2 , так що світла на зворотному шляху доведеться пройти тільки L - ut. Тоді

Загальний час рівно

зручніше це записати у вигляді

А тепер підрахуємо, скільки часу t 3 світло йтиме від пластинки В до дзеркала С. Як і раніше, за час t 3 дзеркало С зрушить праворуч на відстань ut 3 (до положення С'), а світло пройде по гіпотенузі ВС′ відстань ct 3 . З прямокутного трикутника випливає

або

При зворотній прогулянці від точки С'світла доводиться пройти ту саму відстань; це видно із симетрії малюнка. Значить, і час повернення той самий (t 3), а загальний час дорівнює 2t 3 . Ми запишемо його у вигляді

Тепер ми можемо.порівняти обидва часи. Чисельники в (15.4) і (15.5) однакові - це час поширення світла в приладі, що покоїться. У знаменниках член u 2 /с 2 малий, якщо u набагато менше с. Ці знаменники показують, наскільки змінюється час через рух приладу. Зверніть увагу, що ці зміни неоднакові - час проходження світла до С і назад трохи менше часу проходження до Е і назад. Вони не збігаються, навіть якщо відстані від дзеркал до однакові. Залишається лише точно виміряти цю різницю.
Тут виникає одна технічна тонкість: а якщо довжини L не точно рівні між собою? Адже точної рівності все одно ніколи не досягнеш. В цьому випадку треба просто повернути прилад на 90 °, розташувавши ВС по руху, a BE - упоперек. Відмінність у довжинах тоді перестає відігравати роль, і залишається лише спостерігати зсув інтерференційних смуг при повороті приладу.
Під час досвіду Майкельсон та Морлі розташували прилад так, що відрізок BE виявився паралельним руху Землі по орбіті (невизначена година дня та ночі). Орбітальна швидкість дорівнює приблизно 30 км/сек, і «знос ефіру» у певні години дня чи ночі та у певний час року має досягати цієї величини. Прилад досить чутливий, щоб помітити таке явище. Але жодної різниці в часах виявлено не було - швидкість руху Землі крізь ефір виявилося неможливо виявити. Результат досвіду був нульовим.
Це було загадково. Це насторожувало. Першу плідну ідею, як вийти з глухого кута, висунув Лоренц. Він припустив, що всі матеріальні тіла під час руху стискуються, але тільки у напрямку руху. Таким чином, якщо довжина тіла, що спочиває, є L 0 , то довжина тіла, що рухається зі швидкістю u (назвемо її L ║ де значок || показує, що рух відбувається вздовж довжини тіла), дається формулою

Якщо цю формулу застосувати до інтерферометра Майкельсона-Морлі, то відстань від В до З залишиться незмінною, а відстань від В до Е вкоротиться до L √1 - u 2 /с 2 . Таким чином, рівняння (15.5) не зміниться, але L у рівнянні (15.4) зміниться відповідно до (15.6). В результаті ми отримаємо

Порівнюючи це з (15.5), бачимо, що тепер t 1 +t 2 = 2t 3 . Отже, якщо прилад дійсно скорочується так, як ми припустили, стає зрозумілим, чому досвід Майкельсона - Морлі ніякого ефекту не дав.
Хоча гіпотеза скорочення успішно пояснювала негативний підсумок досвіду, вона сама виявилася беззахисною перед звинуваченням, що її єдина мета - позбутися труднощів пояснення досвіду. Вона була надто штучною. Однак подібні труднощі виникали і в інших дослідах виявлення ефірного вітру. Зрештою почало здаватися, що природа вступила в «змову» проти людини, що вона вдалася до конспірації і раз у раз вводить якісь нові явища, щоб звести до нуля кожне явище, за допомогою якого людина намагається виміряти u.
І нарешті, було визнано (на це вказав Пуанкаре), що повна конспірація – це і є закон природи! Пуанкаре припустив, що в природі є закон, який полягає в тому, що не можна виявити ефірний вітер у жодний спосіб, тобто абсолютну швидкість виявити неможливо.

Аналіз досвіду Майкельсона – Морлі

Російський вчений В.А. Ацюковський скрупульозно проаналізував експериментальні основи ейнштейнівських теорій відносності і дійшов такого висновку: "Аналіз результатів експериментів, проведених різними дослідниками з метою перевірки положень СТО та ОТО, показав, що експериментів, в яких отримані позитивні та однозначно інтерпретовані результати А. Ейнштейна, немає".

Цей висновок поширюється і на знаменитий досвід – досвід Майкельсона-Морлі. Зверніть увагу, інтерферометр Майкельсона-Морлі був нерухомий щодо Землі, рухалося лише світло. Автори вважали, що вдасться зафіксувати вплив швидкості руху Землі V = 30км/с щодо Сонця на відхилення інтерференційної лінії світла. Розрахунок проводився за формулою

Очікуване зміщення 0,04 інтерференційної лінії не було зафіксовано. І автори чомусь не стали шукати причини розбіжностей між теорією та експериментом. Давайте зробимо це за них.

Оскільки фотони мають масу, то Земля їм – інерційна система відліку та його поведінка у полі сили її тяжкості має відрізнятися від поведінки у цьому полі інших тіл, мають масу, тому ми повинні підставити у вищенаведену формулу не швидкість руху Землі щодо Сонця ( V = 30 км/с), а швидкість поверхні Землі (V = 0,5 км/c), що формується її обертанням щодо своєї осі. Тоді очікуване зміщення інтерференційної лінії у досвіді Майкельсона-Морлі складе не 0,04, а значно менше

. (423)

Не дивно тому, що прилад Майкельсон-Морлі показував відсутність зміщення інтерференційної смуги. І ми тепер знаємо причину цього: у нього не вистачало необхідної чутливості (точності).

Проте, Нобелівський комітет видав 1907 р. А. Майкельсону Нобелівську премію «За створення прецизійних оптичних інструментів та виконання з допомогою спектроскопічних і метрологічних досліджень». Додамо, що хибна інтерпретація експерименту Майкельсона стала експериментальною базою хибних теорій відносності А. Ейнштейна.

А що якщо поставити такий досвід, щоб у ньому джерело світла та прилад, що фіксує зміщення інтерференційної смуги, переміщалися (оберталися) у поле тяжіння Землі? У цьому випадку порівнюються показання приладів за відсутності обертання всієї установки та її обертання. Відразу видно, що за відсутності обертання установки принцип вимірів не відрізнятиметься від принципу вимірів у досвіді Майкельсона-Морлі і прилад не покаже ніякого зміщення інтерференційної смуги. Але як тільки установка почне обертатися в полі сили тяжіння Землі, відразу має з'явитися зміщення зазначеної смуги. Пояснюється це тим, що поки світло йде від джерела до приймача, положення останнього змінюється в полі сили тяжіння Землі щодо джерела, і прилад повинен зафіксувати зміщення зазначеної смуги.

Підкреслимо ще раз: положення джерела та приймача сигналів у досвіді Майкельсона-Морлі не змінюється один щодо одного в полі сили тяжіння Землі, а в наведеному нами прикладі - змінюється. Це головна відмінність вказаних дослідів. Описана елементарна логіка переконливо доведена досвідом Саньяка. Результати його досвіду суперечать свідченням інтерферометра Майкельсона-Морлі, і цей факт релятивісти замовчують і вперто ігнорують, яскраво демонструючи цим, що наукова істина їх не цікавить.

Ми навели досить вагомі докази помилковості ейнштейнівських теорій відносності, тому мимоволі виникає питання: а як тепер сприймати той факт, що теорії відносності А. Ейнштейна лежать у фундаменті, як вважають релятивісти, всіх досягнень фізики в XX столітті? Дуже просто! Всі ці досягнення - результат зусиль головним чином фізиків-експериментаторів, які проводили експерименти не з метою перевірки фізичних теорій, а з отримання такого результату, який можна було б використовувати у військових цілях або в конкурентній боротьбі при завоюванні ринків збуту своєї продукції.

Теоретики, звичайно, намагалися знайти пояснення цим досягненням, якось їх обґрунтувати, але ці пояснення виявилися наближеними та поверховими. Головним гальмом у поясненні глибинних основ матерії та світобудови був стереотип мислення, сформований хибними теоріями Ейнштейна, та наполегливість його прихильників у захисті цих теорій від критики.

12.5. Як народилися планети Сонячної системи

Проаналізуємо лише ту гіпотезу про формування планет Сонячної системи, за якою вони утворилися із зірки, що пролітала поблизу Сонця, яке захопило її своїм гравітаційним полем (рис. 228, а).

Мал. 228. a) - схема руху планет навколо Сонця; схема

залучення зірки А гравітаційною силою Сонця (С)

в орбітальний рух

Ця гіпотеза дозволяє знайти відповіді більшість основних питань, що з народженням планет.

Аналіз процесу народження планет Сонячної системи почнемо з формулювання головних питань, відповіді на які мають випливати з цього аналізу.

1. Чому орбіти всіх планет майже кругові?

2. Чому орбіти всіх планет лежать майже в одній площині?

3. Чому всі планети обертаються навколо Сонця в тому самому напрямку?

4. Чому напрямки обертання планет (за винятком Урану) навколо осей збігаються з напрямками їх обертання навколо Сонця?

5. Чому площини орбіт більшості супутників планет близькі до їх екваторіальних площин?

6. Чому орбіти більшості супутників майже кругові?

7. Чому більшість супутників і кільце Сатурна обертаються навколо своїх планет у тому напрямі, як і планети навколо Сонця?

8. Чому існує градієнт густини планет?

9. Чи можна припускати, що закономірність щільності планет, що змінюється, в міру віддалення їх від Сонця, аналогічна зміні щільності існуючого Сонця, починаючи від його ядра до її поверхні?

10. Чому з видаленням планет від Сонця їх густини спочатку зменшуються, а потім трохи збільшуються?

Ми показали, що формуванням основних елементарних частинок: фотонів, електронів, протонів і нейтронів керує закон збереження кінетичного моменту (моменту імпульсу), математичною моделлю якого є константа Планка (219). Ми назвали цей закон головним законом, який керує формуванням матеріального світу. З цього випливає, що цей закон мав керувати процесом народження планет Сонячної системи. Зараз ми переконаємося у ймовірності зв'язку цієї гіпотези з реальністю.

Оскільки планети не мають прямолінійних рухів, а обертаються щодо Сонця і щодо своїх осей, то для опису цих обертань ми користуватимемося математичною моделлю закону збереження кінетичного моменту.

А тепер формулюємо гіпотезу. Планети Сонячної системи сформувалися із зірки, що пролітала повз Сонце і захопленої її гравітаційним полем (рис. 228, b, позиції: 1, 2, 3, 4, 5…). Коли зірка була далекою від Сонця, то, рухаючись у просторі, вона оберталася лише щодо своєї осі, яка була паралельна (переважно) осі обертання Сонця. Цілком природно, що зірка мала власний кінетичний момент, величина якого нам не відома. Однак нам відомо, що відсутність зовнішніх сил залишала цей момент постійним. З наближенням до Сонця на зірку починала діяти сила гравітації Сонця.

Припустимо, що ця зірка пролітала повз Сонце на відстані рівній відстані від Сонця до першої планети Меркурій. Цілком природно, що сила гравітації Сонця (рис. 228, b, позиції: 2, 3, 4 ...) залучила цю зірку до кругового руху навколо Сонця. Наступне припущення полягає в тому, що напрямок обертання зірки навколо своєї осі збігався з напрямком обертання зірки навколо Сонця. В результаті до кінетичного моменту обертання зірки щодо своєї осі додався кінетичний момент обертання навколо Сонця.

Оскільки зірка була в плазмовому стані, як і Сонце, тільки менше Сонця за масою та розміром, то вона змогла б утриматися на орбіті лише за умови рівності між відцентровою силою інерції та силою гравітації Сонця (рис. 228, b, позиція 5). Якщо цієї рівності не було, то на першій орбіті, що утворилася, могла втриматися лише та частина міцно пов'язаної плазми зірки (рис. 228, позиція 6), яка забезпечувала рівність між відцентровою силою інерції і силою гравітації Сонця. Решта плазми зірки починала віддалятися від Сонця під дією більшої відцентрової сили інерції (рис. 228, позиція 7). У процесі віддалення від Сонця з частини зірки, що віддаляється, починала формуватися наступна порція стійкої структури, яку гравітаційна сила Сонця знову виділила з плазми зірки і утворила другу планету - Венеру. Послідовність описаних подій сформувала планети навколо Сонця.

Тепер треба довести достовірність описаного гіпотетичного сценарію народження Сонячної системи. Для цього зберемо інформацію про сучасний стан планет Сонячної системи. У цю інформацію необхідно включити маси всіх планет і їх великих супутників, щільність всіх планет, їх радіуси, а також радіуси орбіт, орбітальні швидкості і кутові швидкості обертання планет щодо своїх осей. Ця інформація дозволить нам знайти орбітальний кінетичний момент зірки в момент початку її обертання навколо Сонця. Зірка, що віддаляється від Сонця за рахунок того, що відцентрова сила інерції більша за силу гравітації Сонця, залишатиме на орбітах існуючих планет стільки плазмової маси, скільки вони зараз мають її в твердому стані разом зі своїми супутниками.

Цілком природно, що сумарний кінетичний момент всіх сучасних планет дорівнюватиме кінетичному моменту зірки в момент початку її орбітального руху навколо Сонця (рис. 228, b, позиція 5).

Отже, наведемо основну інформацію про Сонце та її планети. Сонце має масу . Її радіус дорівнює, а щільність . Кутова швидкість обертання Сонця щодо своєї осі дорівнює . Відомо, що сума мас усіх планет та їх супутників майже в 1000 разів менша за масу Сонця. Нижче, у табл. 61 наводяться маси планет Сонячної системи та їх густини.

Таблиця 61. Маси планет та їх супутників і щільності планет

Планети	Маси, кг	Щільності,
1. Меркурій
2.Венера
3. Земля
4. Марс
5. Юпітер
6. Сатурн
7. Уран
8. Нептун
9. Плутон
Разом

Основну інформацію про параметри планет ми брали в Інтернеті: Астрономія + Астрономія для аматорів Сонячна система + найменування планет + планета в цифрах. Виявилося, що укладачі цієї довідкової інформації припустилися низки помилок. Наприклад, згідно з їхніми даними, радіуси орбіт у Юпітера і Сатурна однакові, а у Нептуна радіус орбіти, виражений в астрономічних одиницях, відрізняється від величини, вираженої в кілометрах. Нам здається, що гіпотеза, що публікується, зацікавить астрономів - професіоналів і вони, володіючи більш точною інформацією, уточнять результати наших розрахунків.

Звернімо увагу на послідовність зміни густини планет. Ті, що ближче розташовані до Сонця, мають велику щільність. У міру віддалення планет від Сонця їх густина спочатку зменшується, а потім знову зростає. Найменша щільність у Сатурна, а найбільша – у Землі. Дивним є те, що Сонце, перебуваючи у плазмовому стані, має щільність ( ) більшу, ніж у Юпітера, Сатурна та Урана, які перебувають у твердому стані.

Вважається, що Сатурн складається в основному з твердого водню та гелію. У складі Нептуна та Плутона крім водню та гелію є й інші хімічні елементи.

Якщо припустити, що всі планети утворилися з зірки, то вона повинна була мати градієнт щільності, приблизно такий, який сформувався у планет, що послідовно утворилися. Ядро зірки складалося з більш важких хімічних елементів, які народжувалися у її життя та еволюції і опускалися її силами гравітації до центру. Той факт, що Сатурн, маючи найнижчу щільність, складається в основному з водню, провокує припущення про те, що водень як головне джерело термоядерних реакцій займав середню область зірки, в якій і відбуваються термоядерні вибухи. Більшість важких хімічних елементів, які народжуються у своїй, спрямовується силою гравітації зірки до її ядру, а менша частина викидається вибухами у бік поверхні зірки.

Описане провокує нас також припустити, що сучасне Сонце також має градієнт густини з послідовністю, яку має градієнт густини послідовності планет (табл. 40). З цього випливає, що термоядерні реакції протікають приблизно в середній сферичній області Сонця, а протуберанці на її поверхні - наслідки цих вибухів.

Якщо описана гіпотеза зміни щільності зірки, що перебуває в плазмовому стані, близька до реальності, то різниця між відцентровою силою і силою гравітації Сонця, що діяла на зірку, що пролітала повз, повинна була затримати, перш за все, ту частину її плазми, яка має найбільшу щільність, а означає найміцніший зв'язок між молекулами хімічних елементів. Більш легка частина плазми, з меншим зв'язком між молекулами хімічних елементів, повинна бути віддалена від Сонця відцентровою силою інерції, більшою за гравітаційну силу Сонця. Імовірність такого сценарію підтверджують припливи та відливи в океанах Землі, що формуються гравітаційною силою Місяця, еквівалентною за дією силі інерції.

Звичайно, вода - це не плазма, але її плинність виявляється достатньою, щоб реагувати на зміну величини сили гравітації Місяця при зміні відстані між поверхнею океану та Місяцем лише на 3,3%.

Радіуси планет та радіуси їх орбіт, а також кутові швидкості обертання планет щодо своїх осей і щодо Сонця та орбітальні швидкості планет. Вони представлені у таблицях 62, 63.

Таблиця 62. Радіуси планет та радіуси їх орбіт

Орбітальні відцентрові сили інерції та гравітаційні сили Сонця, що діють на сучасні планети, представлені в табл. 64. Їхня рівність – доказ стійкості орбіт (табл. 64).

Таблиця 64. Швидкості планет

Цілком природно, що на першій орбіті, яку починала формувати зірка, що прийшла з космосу до Сонця, залишилася лише частина її плазми, яка забезпечила рівність між силою гравітації Сонця і відцентровою силою інерції (табл. 65). Очевидно також і те, що такий поділ плазми зірки починався на початку її обертання щодо Сонця, тому у плазми, що залишилася на першій орбіті, орбітальна швидкість могла зменшитися.

Таблиця 65. Відцентрові сили інерції та гравітаційні сили

сучасних планет

Планети
1. Меркурій
2. Венера
3. Земля
4. Марс
5. Юпітер
6. Сатурн
7. Уран
8. Нептун
9. Плутон

Природно також, що сили гравітації тієї частини плазми, що залишилася на першій орбіті, сформували з неї сферичну освіту, подібну до форми сучасної планети Меркурій (рис. 228, b, позиція 6).

Таким чином, на першій орбіті залишилося сферичне утворення з досить великою щільністю, а частина плазми зірки, що залишилася, віддалилася від Сонця відцентровою силою інерції. В результаті з плазми, що віддаляється, сили гравітації сформували другу порцію плазми з масою, що забезпечує рівність між силою гравітації Сонця і силою інерції. З цієї порції утворилася друга планета - Венера, а плазма колишньої зірки, що залишилася, продовжила віддалення від Сонця. З неї потім і утворилася наша планета, а від частини залишку зірки, що віддаляється, відокремився ще один об'єкт, який ми тепер називаємо Місяць. Так поступово із плазми колишньої зірки виділилися порції з більшою щільністю.

Настав момент, коли відокремилася частина сфери з максимальною кількістю водню, що забезпечувало термоядерні реакції зірки, і спочатку утворився Юпітер, а потім Сатурн.

У плазми, що залишилася, було менше водню і більше важких хімічних елементів, які були викинуті ядерними вибухами на поверхню зірки в період її нормальної активності. В результаті, у найдальших планет щільність збільшилася.

Звичайно, процес відокремлення кожної порції плазми зірки дуже складний. Тут діють сили зв'язку між молекулами хімічних елементів та його кластерами, внутрішні сили гравітації зірки, відцентрові сили інерції обертання зірки щодо своєї осі, орбітальні відцентрові сили інерції і гравітації Сонця. Однак, плазмовий стан речовини зірки призводить до того, що гравітаційна сила Сонця затримує на орбіті, перш за все, ту її частину, яка має найбільшу щільність, оскільки сили, що об'єднують цю частину, більше сил, які діють менш щільних шарах зірки. У частини зірки, що віддаляється, сили гравітації знову сформують ядро ​​з тих хімічних елементів, які виявилися ближче до її центру.

З описаної схеми формування планет ми одразу отримуємо відповідь на питання про причини руху їх в одній площині та збіг їх обертань (виключаючи Уран) щодо своїх осей і щодо Сонця з напрямком обертання Сонця щодо своєї осі.

Цілком природно, що формування супутників планет - наслідок плазмового стану частин зірки, що віддалялися від Сонця. Деякі з цих частин відокремлювалися від тієї частини плазми зірки, яка, виділивши із себе порцію для формування планети, віддаляючись від Сонця, втратила ще деяку частину своєї плазми. Той факт, що щільність Місяця менша за щільність Землі підтверджує це припущення.

Що стосується зворотного обертання Урану щодо своєї осі, то причин цього може бути кілька, і їх треба аналізувати.

Отже, описаний процес утворення планет можливий, якщо на кожну орбіту приходитиме порція плазми зірки, відцентрова сила якої буде більшою за силу гравітації Сонця. Як це перевірити?

Ми вже відзначили роль закону збереження кінетичного моменту. Перш за все, сумарна величина мас всіх планет і їх супутників повинна дорівнювати масі зірки, з якої вони утворилися. Далі, сумарна величина кінетичних моментів всіх існуючих планет і їх супутників повинна дорівнювати кінетичному моменту зірки в момент початку її обертання щодо Сонця (рис. 228, b, позиція 5). Обидві ці величини легко розраховуються. Результати цих розрахунків представлені у таблицях 65-66. Нам залишається лише дати пояснення за методикою цих розрахунків.

Таблиця 65. Кінетичні моменти сучасних планет

Планети	Власні кине. моменти,	Орбітальні кине. моменти,
1. Меркурій
2. Венера
3. Земля
4. Марс
5. Юпітер
6. Сатурн
7. Уран
8. Нептун
9. Плутон

Інформація, подана у табл. 40 отримана з довідкових даних про планети Сонячної системи. Величини кутових швидкостей обертання планет навколо власних осей і навколо Сонця (табл. 63), необхідні обчислення кінетичних моментів обертання планет щодо своїх осей і щодо Сонця, взяті з Інтернету.

Таблиця 66. Кінетичні моменти сучасних планет

Планети	Орбітальні кине. моменти,	Загальні кине. моменти,
1. Меркурій
2. Венера
3. Земля
4. Марс
5. Юпітер
6. Сатурн
7. Уран
8. Нептун
9. Плутон
Разом

Звернімо увагу, що планети мають форми, близькі до кульових, тому їх моменти інерції щодо своїх осей обертання визначаються за формулою . Наступна важлива інформація (табл. 65): орбітальні кінетичні моменти всіх планет на кілька порядків більше за кінетичні моменти обертання їх щодо своїх осей. В результаті для наближених розрахунків достатньо взяти сумарні кінетичні моменти всіх планет, що дорівнюють їх орбітальним значенням.

Ідея досвіду полягає у порівнянні проходження світлом двох шляхів, з яких один збігається з напрямком руху тіла в ефірі, а інший йому перпендикулярний.

Платівка B напівпрозора. На ній промінь поділяється на два когерентні перпендикулярні промені, що йдуть до дзеркал D і C. В інтерферометрі зустрічаються два когерентні промені, що пройшли від місця поділу різні шляхи.

Якщо ці шляхи пройдено ними за однаковий час, то в точку зустрічі вони прийдуть в одній фазі і посилять один одного. Якщо за час, то в точці зустрічі різниця фаз і коливань зміниться. Спостерігаючи інтерференцію, можна дійти невтішного висновку про різниці фаз когерентних хвиль, що прийшли в інтерферометр, а звідси обчислити час запізнення однієї хвилі щодо іншої. Це було зроблено Майкельсоном та Морлі. Це був один із найчудовіших експериментів 19 століття. Простий по суті цей досвід привів до революції в науці.

Нехай пристрій рухається в напрямку плеча BC зі швидкістю v щодо ефіру. Швидкість світла щодо ефіру c. Повний час, протягом якого буде пройдено шлях до дзеркала C і назад, дорівнюватиме:

До дзеркала D шлях BDB /

Тут v – швидкість руху Землі орбітою навколо Сонця (~30 км/c). Отже, якщо прилад стоїть Землі, то . Враховуючи трохи цього члена, вирази можна розкласти в ряди:

Отримуємо:

Різниця ходу променів дорівнює:

Тепер повернемо прилад на 90° так, щоб із напрямком руху співпало плече BD, а плече BC було спрямоване перпендикулярно. Для різниці ходу отримаємо:

Повна зміна різниці ходу променів у часі при повороті приладу дорівнює:

У досвіді прилад повільно обертався, оскільки справжній рух приладу щодо ефіру був невідомий. Таким чином, при повороті приладу на 360° кожне з плечей двічі збігається з напрямком руху і двічі стає перпендикулярним до напрямку руху. Якщо при повороті приладу різниця ходу променів змінюється, положення смуг інтерференції в поле зору також повинно змінюватися. Оцінимо величину усунення.

Щодо зміщення смуг інтерференції одно:

відстані між смугами, а це можна легко спостерігати та виміряти.

Але на досвіді жодного ефекту не було виявлено. Абсолютну швидкість Землі неможливо виявити.

Виходило, що швидкість світла по всіх напрямках одна і та ж і ніякого ефірного вітру немає. Поздовжня і поперечна складові швидкості завжди дорівнюють один одному. З появою лазерів точність дослідів удалося значно підвищити.

Досліди показали, що швидкість світла не складається ні зі швидкістю джерела, ні зі швидкістю приймача.

Постійність швидкості світла перебуває у глибокому протиріччі зі звичними уявленнями дослідів і з формулами складання швидкостей з урахуванням перетворень Галілея. При швидкостях багато менших швидкості світла відхилення немає, оскільки вони дуже малі. Неправильність формули складання швидкостей проявляється, коли швидкості досить великі. Вперше відхилення було виявлено у 1860 році у дослідах Фізо.

Вступ.

Ще наприкінці 19 століття, коли розвивалася різні теорії електричних і магнітних явищ з'явилася гіпотеза про те, що світло поширюється в так званому "світовому ефірі".

Нові відкриття в оптиці, докорінно перевернули усталену думку, засновану на переконаності Ньютона в тому, що світла має корпускулярну природу. Експерименти Гюйгенса, Френеля, Юнга та інших учених показали, що явища дифракції, інтерференції та дисперсії можна пояснити лише рамках хвильової теорії світла. Усі спроби пояснити ці явища з позицій корпускулярної теорії зазнали поразки.

Після встановлення хвильової природи світла постало питання про середовище в якому ці світлові хвилі поширюються. Згідно з уявленнями, що виникли незабаром, світло поширюється в особливому середовищі, яке називається ефіром. Ефір заповнює весь простір, в якому рухаються матеріальні тіла, і нерухомий у цьому просторі. Швидкість світла щодо ефіру є постійною величиною, яка визначається такою властивістю ефіру, як пружність. Ефір, за цими уявленнями, є нерухомою та абсолютною системою відліку.

Оскільки швидкість світла щодо ефіру стала, то щодо матеріальних тіл, що рухаються в ефірі, вона змінна і залежить від їх швидкості щодо ефіру. Вимірюючи швидкість світла щодо тіла, можна визначити швидкість тіла щодо ефіру.

Така спроба визначити абсолютну швидкість Землі була виконана Майкельсоном та Морлі у 1881 - 1887 р.р.

Ідея та схема досвіду Майкельсона – Морлі.

Ідея досвіду полягає у порівнянні проходження світлом двох шляхів, з яких один збігається з напрямком руху тіла в ефірі, а інший йому перпендикулярний. Схема установки зображена на рис.1.

Рис.1. Схема досвіду Майкельсон-Морлі.

Уявімо інтерферометр у якому світло, надходячи з джерела Aпадає на нахилене під кутом 45 градусів плоске напівпрозоре дзеркало Bі поділяється на два промені. Один з променів відбивається і йде під кутом 90 градусів по відношенню до початкового напрямку до дзеркала D, а інший проходить дзеркало Bнаскрізь і йде до дзеркала F. Відбивши від відповідних дзеркал промені повертаються до дзеркала Bі спостерігаються в окуляр E.

Якщо інтерферометр нерухомий, то в окулярі повинні спостерігатися смуги, положення яких залежить від різниці ходу променів двома шляхами. Нехай довжини плечей інтерферометра BF=l 1і BD=l 2. Розрахуємо різницю ходу, якщо система рухається у напрямку плеча BFзі швидкістю v.

При цьому крапка Fвіддаляється від променя світла, тобто промінь, що рухається з Bв Fбуде рухатися зі швидкістю c-v, а промінь, що рухається з Fв Bзі швидкістю c+v. Значить час руху з Bв Fодно , а час руху з Fв Bодно. Тобто повний час руху туди і назад у напрямку плеча BF дорівнює.

Промінь, що рухається в нерухомому випадку вздовж BD, У рухомому випадку рухається складніше. Його траєкторія, показана на малюнку проходить через точки B, D", B". При цьому, якщо його швидкість дорівнює c, то вона розкладається на паралельну швидкості руху системи з ||та перпендикулярну c^. При цьому з || =vта виконується співвідношення з 2 || + c 2 ^ =з 2звідки знаходимо . Тоді рух із Bв D"займе . Час зворотного прольоту такий самий, тобто .

Обчислимо різницю ходу. Для цього спочатку розкладемо t ^і t ||за малим параметром v 2 /c 2.