Хамаров експеримент
Хамаров експеримент — експеримент осмислен и изведен од страна на Густаф Вилхем Хамар (1935) за да ја тестира хипотезата за завлекување на етерот. Неговите негативни резултати побија некој од специфичните модели за завлекување на етерот, и ја потврдија специјалната релативност.
Преглед
уредиЕкспериментите како Мајкелсон-Морлиевиот експеримент од 1887 (и подоцна останатите експерименти ако што се Троутон-Нобловиот експеримент во 1903 или Трутон-Ранкиковиот експеримент во 1908), претстави докази против теоријата за средина за делење на светлината позната како луминиозен етер; теорија која била основен дел на науката речиси 100 години во тоа време. Овие резултати фрлале сомнеж на она што било основа на модерната наука, и подоцна предизвикале развој на специјалната релативност. Во обид да се објаснат резултатите од Мајклсон-Морлобиот експеримент во контекст на претставената средина, многу нови хипотези биле испитани. Еден од предлозите бил наместо поминување низ статичен и неподвижен етер, масивните објекти на Земјината површина да повлекуваат некој етери со нив, правејќи го невозможно забележувањето на "ветер". Оливер Лоџ (1893-1897) беше еден од првите кој направи тест на оваа теорија користејќи ротирачки и масивни оловни блокови во експеримент што се обиде да предизвика асиметричен етерски ветер. Неговиот тест не даде значајни резултати различни од претхоните за етерски ветер.[1][2]
Во 1920-тите, Дејтон Милер спроведе повторување на Мајклсон-Морловиот експеримент, кој веќе имаше дадено позитивни резултати. Како и да е, некој експерименти спроведени подоцна од страна на други дадоа негативни резултати. Милер твредл дека тоа зависи од средината на етерот, бидејќи останатите експерименти користеле тешко затворена опрема. За да го тестира тврдењето на Милер, Хамар го спроведе следниот експеримент користејќи интерферометар со заедничка патека во 1935.[3][4]
Експеримент
уреди
Користејќи полу сребрено огледало А, тој го поделил зракот бела светлина на два полу зрака. Едната половина од зракаот е испратена кон челична цевка со челични ѕидови ограничена со парче олово. Во оваа цевка, зракот се рефлектира од огледало D и оди во надолжна насока до друго огледало C на другиот крај на цевката. Тука тој се рефлектира и се испраќа во трансферзална наоска до огледало B надвор од цевката. Од B патува назад до А во надолжна насока. Другиот полузрак го поминува истиот пат само во спротивна насока.
Топологијата на патеката на светлината од Сањаковиот интерферометар со непарен број на рефлексии. Сањаковите интерферометри нудат одличен контраст и дополнителна стабилност,[5] и конфигурација со парен број на рефлексии што е малку понестабилна од конфигурацијата со парен број на рефлексии . (Со непарен број на рефлексии, спротивно патувачките зраци се литерално превртени со предност едни према други во најголем дел од светлосната патека, па затоа оваа топологија отстапува од строго заедничката патека.[6]) Релативната отпорност на неговата апаратура на вибрации, механичкиот напор и темпаратурн промени, му овозможиле на Хамар да забележи рабно поместување со големина 1/10 од граничната, и покрај тоа што користел интерферометар надвор во отворена околина без контролира на температурата. Слично како експериментот на Лорж, Хамаровата амаратура требаше да предизвика асиметричност во некој од предложените етерски ветрови. Очекувањата на Хамар од резултатот беа дека: Со апаратура усогласена нормално на ветерот на етерот, двете долги раце треба да бидат подеднакво изложени на етеровиот пренос. Со апаратура усогласена паралелно со етерскиот ветер, едната рамка ќе биде поизложена на етерот отколку другата. Следните се очекувани времиња на движење за контра размножувачките зраци се дадени од Робертсон/Нунан:[4]
каде е брзина на влечниот ветер. Ова дава разлика во очекуваното време:
На 1 Септември, 1934, Хамар поставил апаратура на врвот на висок рид две милји јужно од Москва, Ајдахо, и направи многу истражувања со апаратура свртена со сите правци на азимутод за време на денска светлина од 1, 2, и 3 Септември. Тој не виде празно место на интерференциските решетки, што кореспондира со горната граница од km/s.[3] Овие резултати се сметаат за докази против хипотезата за влечење на етер која беше воведена од страна на Милер.[4]
Последици од хипотезата за извлекување етер
уредиПоради различните идеи за "извлекување етер" кој постојат, од интерпратацијата од сите етеро извлекувачки експерименти може да се извлечат неколку заеднички хипотези .
- Никој или делумен влез на објект со маса. Ова беше објаснето од научници како што се Огистен-Жан Френел и Франсоа Араго. Тоа беше побиено со Мајкелсон-Морлиев обид.
- Целосно воздигнување во или во близина на "сите" маси. Тоа беше побиено со експерименти за светлинската аберација, Сањаковиот опит, Лоџовите експерименти, и Хамаровиот експеримент.
- Целосно опфаќање во или во близина на само "многу големи" маси како Земјата. Тоа беше побиено со светлинската аберација, Мајкелсон-Гејл-Пиерсоновиот експеримент.
Поврзано
уредиНаводи
уреди- ↑ Lodge, Oliver J. (1893). „Aberration Problems“. Philosophical Transactions of the Royal Society A. 184: 727–804. Bibcode:1893RSPTA.184..727L. doi:10.1098/rsta.1893.0015.
- ↑ Lodge, Oliver J. (1897). „Experiments on the Absence of Mechanical Connexion between Ether and Matter“. Philosophical Transactions of the Royal Society A. 189: 149–166. Bibcode:1897RSPTA.189..149L. doi:10.1098/rsta.1897.0006.
- ↑ 3,0 3,1 G. W. Hammar (1935). „The Velocity of Light Within a Massive Enclosure“. Physical Review. 48 (5): 462–463. Bibcode:1935PhRv...48..462H. doi:10.1103/PhysRev.48.462.2.
- ↑ 4,0 4,1 4,2 H. P. Robertson and Thomas W. Noonan (1968). „Hammar's experiment“. Relativity and Cosmology. Philadelphia: Saunders. стр. 36–38.
- ↑ „The Sagnac Interferometer“ (PDF). University of Arizona College of Optical Sciences. Посетено на 30 March 2012.[мртва врска]
- ↑ Hariharan, P (2007). Basics of Interferometry, 2nd edition. Elsevier. стр. 19. ISBN 0-12-373589-0.