Статья: Специальная теория относительности А Эйнштейна - величайшая афера в истории физики

Из точки B’ в положении II до точки A” в положении III луч света проходит расстояние L+DL1.

(L+DL1) / C=DL1 / V, откуда

DL1= L×V / (C-V) (6).

I B L A V

DL2 C

II B’ A’ DL1

C

III B” A”

Рис.3

Общий путь, пройденный световым лучом относительно эфира равен:

S2=2L+DL1-DL2=2L+L×V / (C-V) - L×V / (C+V)=2L×1 / (1-V2/C2), или

(7).

Из (4) и (7) видим, что S1=S2, то есть поворот измерительного плеча интерферометра на 180° в данном случае не даёт смещения интерференционных полос.

Пусть теперь измерительное плечё интерферометра повёрнуто на 90° к направлению движения (См. Рис.4). Тогда путь A,B’,A”, проходимый световым лучом в указанном плече будет равен:

S3=2×(C×t1) (8).

Время t1 найдём из уравнения:

L02+ (Vt1)2=(Ct1)2, откуда

B B’ B”

V

A A’ A”

Рис.4

Подставляя полученное значение в (8) получим:

Сопоставляя (9) с (4) и (7), видим, что S3=S2=S1, при выполнении условия:

То есть, если линейные размеры всякого материального тела, каковым является измерительное плечё интерферометра, при движении в мировом эфире сокращаются в направлении движения согласно формуле (10), то в эксперименте Майкельсона-Морли не будет происходить смещения интерференционных полос при вращении интерферометра, поскольку пройденный световым лучом путь не будет изменяться. Такое объяснение результатов эксперимента Майкельсона-Морли независимо друг от друга предложили Лоренц и Фиджеральд. Формула (10) носит официальное название “сокращение Фиджеральда”.

АНАЛИЗ КОНЦЕПЦИИ ЛОРЕНЦА – ФИДЖЕРАЛЬДА – ПЛАНКА

Сразу отметим, что выполнение условия (10) является единственным, необходимым и достаточным дополнением к классическим представлениям для объяснения результатов эксперимента Майкельсона – Морли. Время и закон сложения скоростей в концепции, предложенной Лоренцем и Фиджеральдом, имеют классический характер, поскольку при выводе формулы (10) использовались классические представления об этих физических понятиях. Подчеркнём так же, что при выводе формулы (10) Лоренц и Фиджеральд рассматривали движение интерферометра именно относительно мирового эфира. Сокращение продольных размеров согласно (10) объясняется взаимодействием движущихся материальных объектов с этой средой, поэтому наличие мирового эфира является в концепции необходимым, обязательным элементом, как и в классических представлениях. Отметим, что сокращение Фиджеральда относится только к размерам материальных тел, но не к параметрам пространства, которое, как и в классических представлениях, считается однородным и изотропным. Лоренц пошёл дальше и вывел из формулы (10) ряд следствий.

Во-первых, из неё следует невозможность для материальных тел двигаться относительно мирового эфира со скоростью, выше скорости распространения световых волн (свободных упругих колебаний) в этой же среде. Поскольку классический закон сложения скоростей в концепции Лоренца-Фиджеральда сохраняется, относительная скорость двух материальных тел в ней может приближаться к 2C. Это когда два материальных тела движутся навстречу друг другу, каждый со скоростью, близкой к скорости света относительно эфира. Две световые волны, движущиеся навстречу друг другу, имеют относительную скорость 2C.