Ньютон, галилей и Ритц против Эйнштейна

Как известно, согласно корпускулярной теории Ньютона, принципу относительности Галилея и баллистической гипотезе Ритца скорость света складывается со скоростью источника и приёмника светового сигнала в отличие от принятого Эйнштейном постулата о том, что скорость света в пустом пространстве постоянна в любой инерциальной системе координат и от движения источника и приёмника светового сигнала не зависит.

Для экспериментальной проверки этих взаимоисключающих заявлений обратимся к несколько модернизированному методу Физо по определению скорости света рис. 1 на стр. 45

Используем в качестве источника света монохроматический лазер. Заменим отражающее зеркало в опыте Физо вращающимся барабаном с отражателями. Профиль отражателей выполним таким образом, чтобы отражённый луч света, при вращении барабана, всё время находился в плоскости чертежа. Отражающее же зеркало поместим между зубчатым колесом и барабаном на расстоянии . Выставим прибор таким образом, чтобы луч света от источника после прохождения прорези зубчатого колеса под некоторым незначительным углом наклона к плоскости отражателей барабана, многократно отразившись между зеркалом и отражателями, попал в диаметрально противоположную прорезь зубчатого колеса при вращающемся зубчатом колесе с частотой и неподвижном барабане. Если теперь раскрутить барабан, сохраняя неизменной скорость вращения зубчатого колеса, то при каждом отражении светового луча от отражателей барабана его скорость должна измениться на величину согласно корпускулярной теории Ньютона, принципу относительности Галилея, баллистической гипотезе Ритца и оставаться неизменной по Эйнштейну. Где - частота вращения барабана, а - радиус от центра барабана до его отражающих поверхностей. Следовательно, если увеличивать скорость вращения барабана, то в соответствии с мнением Ньютона, Галилея и Ритца должен наступить момент, когда световой луч, прошедший через нижнюю прорезь зубчатого колеса, вследствие увеличения частоты вращения барабана, попадёт уже не на диаметрально противоположную прорезь, а на зуб и станет невидимым для наблюдателя. Тогда как по Эйнштейну этого не может произойти никогда. Одновременно результат эксперимента разрешит принципиальный спор между сторонниками волновой и корпускулярной природы распространения света. При современном развитии техники проведение такого эксперимента не представляет особого труда.

В качестве примера рассчитаем параметры прибора, при которых спор между Ньютоном, Галилеем, Ритцем и Эйнштейном, а также между сторонниками волновой и корпускулярной теорий распространения света может быть разрешён экспериментально.

Допустим, что зубчатое колесо имеет радиус м., а зуб и прорезь имеют одинаковую ширину мм. Частота вращения зубчатого колеса равна об/мин. или 1000 об/сек. Барабан имеет радиус м. и частоту вращения об/сек.. Количество отражений от отражателей барабана принимаем равным раз. Тогда количество зубьев и прорезей зубчатого колеса определится как шт.

Линейную скорость вращения отражателей барабанаполучим из уравнения:

км./сек.

Определим минимальное время, за которое зубчатое колесо поворачивается таким образом, чтобы на место прорези переместился зуб, который преградит путь отражённому световому лучу.

(5.1)

При вращении барабана навстречу световому лучу уменьшение времени прохождения светового сигнала от источника до наблюдателя, в сравнении с временем прохождения сигнала при неподвижном барабане, определится как:

(5.2)

Где: с – скорость света, равная 300000 км./сек.

Так как величины значений ряда слагаемых, стоящих в скобках, имеют тенденцию к убыванию по линейной зависимости, то сумму этого ряда, с достаточной степенью точности, можно определить как произведение среднего значения слагаемых на количество слагаемых, то есть количество отражений n:

=

(5.3)

Подставляя значение из (5.3) и (5.2), получим:

(5.4)

Приравняв (5.2) к (5.4), определим значение (Равенство значений и означает, что, вследствие уменьшения времени прохождения светового сигнала на величину равную времени поворота зубчатого колеса на одно деление, то есть с заменой прорези на зуб, световой сигнал не достигнет наблюдателя):

(5.5)

Подставляя в (5.5) ранее принятые числовые значения и произведя вычисления, получим: =734 м.

То есть, на расстоянии 734 м. между зеркалом и отражателями барабана при заданных параметрах прибора световой луч не достигнет наблюдателя (приёмника) по предположениям Ньютона, Галилея и Ритца.

Схему проведения эксперимента можно упростить, смотри рис. 2 на стр. 45. В этом случае ускорение прохождения сигнала определится выражением:

(5.6)

Аналогично приравнивая (5.1) к (4.6), определим значение :

(5.7)

Подставляя в (5.7) ранее принятые числовые значения и произведя вычисления, получим: = 365 км.

То есть на расстоянии 365 км между диском с отражателями и зубчатым колесом световой сигнал не достигнет наблюдателя (прибора).

Параметры приборов могут быть изменены по усмотрению экспериментатора.

Дата добавления: 2015-10-13