Рејли-Брејсови опити

Рејли-Брејсови опити (1902, 1904) — експерименти чија цел била да покажат дали должинското скусување доведува или не до двојно прекршување. Станува збор за првите оптички експерименти за мерење на релативното движење на Земјата и етерот кои биле доволно прецизни за да ги забележат големините на секунда во редот на v/c. Добиенбите резултати биле негативни, што било од голема значајност за развојот на Лоренцовите преобразби а со тоа и теоријата за релативноста. Погледајте тестови на специјалната релативност.

Опити

За да го објаснат негативниот исход на Мајкелсон-Морлиевиот обид, Џорџ Фицџералд (1889) и Хендрик Лоренц (1892) го вовеле поимот за хипотезата за контракција, според која секое тело е скусено за време на неговото движење низ неподвижниот етер.

Лордот Рејли (1902)ја протолкувал оваа контракција како механицка компресија која ќе доведе до оптичка анизотропија на материјалите, па така различните показатели на прекршување ќе предизвикаат двојно прекрсување.За да се имери овој ефект,тој поставил цевка со должина од 76см на маса која може да се заврти. Цевката била затворена со стакло на своите краеви,и била исполнета со јаглероден дисулфат или вода, и течноста била меѓу две Николови призми. Низ течноста, светлината (добиена од електрична лампа и уште поважно истата била создадена од рефлектор) била емитувана од лампата до рефлекторот.Експериментот бил доволно прецизен за да ги измери отстапувањата со големина од ${\tfrac {1}{6000}}$ од половина од брановата должина. Во зависност од релативната насока на движењето на Земјата, очекуваното отстапување поради двојното прекршување било со големина од 10⁻⁸, што влегувало во границие на прецизноста на експериментот.Па токму овој експеримент, покрај Мајкелсон-Морлиевиот обид и Траутон–Нобловиот опит, се едни од ексериментите со чија прецизност можат да се забележат вредности од втор ред за v/c. Сепак, добиениот резултат бил негативен. Рејли ги повторил експериментите со повеќе слоеви на стаклени плочки (но со намалена прецизност за фактор 100), и повторно добил негативен резултат.

Сепак,овиее експерименти биле критикувани од страна на Девит Бристол Брејс (1904).Тој тврдел дека Рејли правилно не ги земал предвид последиците од контракцијата(0,5⋅10^-8 наместо да ја земе вредноста 10⁻⁸) како и показателот на прекршување, па така резултатиле воопшто не биле прецизни. Од оваа причина,Брејс извршил низа на експерименти со многу поголема прецизност. Тој употребил направа која имала должина од 4,13 м, ширина од 15 см, и длабочина од 27 см, кој бил исполнет со вода, и кој можел да биде завртен (во зависност од експериментот) по вертикалната и хоризонталната оска. Сончевата светлина била директно насочена кон водата низ систем од леќи,огледала и рефлективни призми, и била рефлектирана 7 пати и притоа изминала пат од 28,5 м. На овој начин,се набљудувало задоцнување од редот 7,8⋅10^-13. Сепак,и Брејс добил негативни резултати. И уште еден експеримент кој бил изведен во стаклена средина наместо во вода со прецизност од: 4,5⋅10^-11), исто така дал негативни резултати.

Отсуството на двојното прекршување првично било протолкувано од страна на Брејс како доказ за должинското скесување.Сепак било докажано од стана на Лоренц и Џозеф Лармор дека хипотезата за скусувањето е целосно запазена и комплетна со употреба на Лоренцовите трансформации (пр. вклучувајќи ги трансформациите),и на тој начин може да се објасни негативниот резултат добиен од експериментот.Понатамошно,доколку релативистичките принципи се земаат предвид како вистинити како што е случајот со Ајншатајновата теорија за специјалната релативност, тогаш резултатот е мошне очигледен,бидејќи набљудувачот во еднородно транслаторно движење,за себе вели дека е во мирување,и последователно нема да го почувстува ефектот на сопственото движење.Скусувањето на должината не може да се измери од страна на набљудувачот кој е во паралелно движење,па така мора да се воведе временската дилатација за набљудувачи кои не се во движење, што било потврдено и од страна на Траутон-Ранклајновиот опит (1908) и Кенеди-Торндајковиот опит (1932).

Поврзано

• Историја на специјалната релативност