Разделы

Рубрики

Страницы

Свежие записи

Цитаты из оригинальных работ Галилея, Максвелла, Майкельсона, Герца.

Опыт Галилея. “Опыт, который я придумал, заключается в следующем. Два лица держат каждый по огню, заключенному в фонаре или в чем-либо по­добном, который можно открывать и закрывать движением руки на виду у ком­паньона; став друг против друга на расстоянии нескольких локтей, участники начинают упражняться в закрывании и открывании огня на виду у компаньо­на таким образом, что как только один замечают свет другого, так тотчас же открывает и свой… Мне удалось произвести его лишь на малом расстоянии — менее одной мили, — почему я и не мог убедиться, действительно ли появление противоположного света совершается внезапно. Но если оно происходит и не внезапно, то, во всяком случае, с чрезвычайной быстротой”.

Джеймс Клерк Максвелл. Установление электромагнитной приро­ды света. “… Согласно электромагнитным опытам Вебера и Кольрауша[19]

v = 310740000 м/с

является количеством электростатических единиц в одной электромагнитной единице электричества, и это согласно нашему результату должно быть равно скорости света в воздухе или вакууме.

Скорость света в воздухе по опытам Физо[20] равна

v = 314 858 000 м/с, а согласно более точным опытам Фуко[21]

v = 298 000 000 м/с.

Скорость света в пространстве, окружающем Землю, выведенная из коэф­фициента аберрации и из величины радиуса земной орбиты, равна

v = 308 000 000 м/с.

Следовательно, скорость света, определенная экспериментально, достаточ­но хорошо совпадает с величиной v, выведенной из единственного ряда экспери­ментов, которыми мы до сих пор располагаем. Значение v было определено пу­тем измерения электродвижущей силы, при помощи которой заряжается кон­денсатор известной емкости, разряжая конденсатор через гальванометр, чтобы измерить количество электричества в нем в электромагнитных единицах. Един­ственным применением света в этих опытах было использование его для того, чтобы видеть инструменты. Значение v, найденное Фуко, было получено путем определения угла, на который поворачивается вращающееся зеркало, пока от­раженный им свет прошел туда и обратно вдоль измеренного пути. При этом

Рис. Д5.1. Точное измерение углов призмы на установке Майкельсона

не пользовались каким-либо образом электричеством и магнетизмом. Совпа­дение результатов, по-видимому, показывает, что свет и магнетизм являются проявлениями свойств одной и той же субстанции и что свет является элек­тромагнитным возмущением, распространяющимся через поле в соответствии с законами электромагнетизма”.

Альберт Майкельсон. Измерение скорости света. “В выражении для скорости света v, при определении вращающимся зеркалом v = AnND/a, долж­ны быть измерены три величины, именно, N — скорость вращения зеркала, D — расстояние между конечными пунктами и а — угловое смещение зерка­ла. Как уже упоминалось, величины N и D могут быть измерены до 1/100000 или еще лучше. Но а не может быть измерено с этой точностью. Ньюкомб[22] выяснил, что эта трудность может быть устранена приданием вращающемуся зеркалу призматической формы и увеличением расстояния между конечными пунктами настолько, чтобы возвращающийся свет отражался бы под тем же углом от следующей грани призмы.

Мы изложим вкратце попытку осуществления такого проекта между горой Вильсон и горой Сан-Антонио близ Пасадены, расстояние между которыми равно 35 км. Для этого расстояния при скорости вращения в 1060 оборотов в секунду угловое смещение зеркала в течение двойного пути было бы 90°, или при вдвое меньшей скорости получался бы угол в 45°[23]. Поэтому вращающееся зеркало имеет форму восьмиугольника. Конечно, крайне важно, чтобы углы были равны с наивысшей возможной степенью точности.

Этого достигали следующим образом. Восьмигранник с полированными плоскостями с почти правильными углами налагался на пробный угол oibi, образованный прикрепленной к совершенно плоской пластинке призмой с уг­лом в 45° (рис. Д5.1). Плоскость стороны bib выверялась при помощи интер­ференции в монохроматическом свете. Грани aid оказались, вообще говоря, не параллельными, и угол между ними измерялся по расстоянию и наклонению интерференционных полос. Так же проверялись все восемь углов, и затем со — галифовывались до полной точности углов и плоскости сторон.

Таким образом оказалось возможным добиться средней точности восьми­гранника до 1/10, т. е. с точностью от 1/10 до 1/20 секунды.[24]

і

і

Рис. Д5.2. Схема установки Майкельсона для измерения скорости света

Другое затруднение возникает от прямого отражения и рассеяния света вра­щающимся зеркалом. Первое может, как уже упоминалось, быть устранено не­большим наклоном вращающегося зеркала, но для того чтобы избавиться от рассеяния, важно, чтобы обратный луч падал бы на другую поверхность, чем та, с которой свет ушел.

Для того чтобы устранить трудность поддержания удаленного зеркала пер­пендикулярно к падающему лучу, возвращение луча в исходную точку может быть осуществлено так, как это сделано в опыте Физо; единственная предосто­рожность, которую следует принять, — это очень точная фокусировка луча на малом плоском (лучше вогнутом) зеркале в фокусе удаленного коллиматора.

Наконец, гораздо дешевле применять в качестве отправляющего и прини­мающего коллиматора посеребренные зеркала вместо линз.

Рис. Д5.2 дает представление об установке, удовлетворяющей всем этим требованиям. Между обсерваторией на горе Вильсон и горой Сан-Антонио на расстоянии 35 км от первой были сделаны три измерения. Электрический ка­мертон давал 132,25 колебаний в секунду, давая четыре устойчивых изображе­ния вращающегося зеркала при вращении его со скоростью в 529 оборотов в секунду. Камертон сравнивали до и после каждого наблюдения со свободным маятником, период которого был найден сравнением с маятником из инвара, изготовленным и измеренным Службой берегового и геодезического надзора (Coast and Geodeic Survey).

Результат восьми опытов в 1924 г. дал

va — 299 735.

Другой ряд наблюдений при непосредственном сравнении того же камер­тона с маятником Службы берегового надзора был выполнен летом 1925 г. с результатом

вещество зеркала достаточно однородно (стекло в настоящем случае), то такое искажение может повлечь за собой лишь легкое искривление, а следовательно, только небольшое сме­щение фокуса.

Таблица Д5.1

Число оборотов в секунду

Зеркало

Число

наблюдений

Скорость света в пустоте

528

Стекл. восьмиуг.

576

299797

528

Стальн. восьмиуг.

195

299795

352

Стекл. 12 гр.

270

299796

352

Стальн. 12 гр.

218

299796

264

Стекл. 16 гр.

504

299 796

Средняя величина

299 796±1

va = 299690.

Третий ряд измерений — в котором камертон был заменен свободным ка­мертоном с 528 колебаниями в секунду; колебания последнего поддерживались током лампового колебательного контура, давая таким образом большое посто­янство. Результат этих измерений

‘ "3 ^ ’ ‘ ’■ К"’ 1 va = 299704. ‘ " "■

Придавая этим определениям соответственные веса 1, 2 и 4, Получим для скорости света в воздухе

va = 299704.

Принимая поправку в 67 км для приведения к пустоте, получим оконча­тельно •

v = 299771.

Такой результат следует рассматривать как предварительный, и он зависит от значения расстояния D между двумя пунктами наблюдениия, измеренного Службой берегового и геодезического надзора, которое, надеюсь, будет про­верено при повторениях работ. Опыт также показал, что пользование гораздо большим вращающимся зеркалом дает ббльшую резкость, больше света и более устойчивую скорость вращения. Весьма вероятно, что можно будет получить еще более точные результаты при дальнейшем исследовании. , ,

Окончательные измерения. На той же установке летом 1926 г. произведено было несколько опытов с набором вращающихся зеркал.

Первое из них было прежним небольшим восьмигранным зеркалом из пре­дыдущей работы. Результат, полученный в этом году: и = 299813. Давая этому результату вес 2 и результату прежней работы вес 1, получим среднее 299799.

Остальными зеркалами были стальной восьмигранниик, стеклянный 12- гранник, стальной 12-гранник и стеклянный 16-гранник.

Окончательные результаты собраны в таблице 1.”

Генрих Рудольф Герд. О весьма быстрых электрических колеба­ниях. “Период электрических колебаний в разомкнутых индукционных ка­тушках измеряется десятитысячными долями секунды. Приблизительно в сто раз быстрее совершаются колебательные разряды лейденской банки, которые наблюдал Феддерсен. Теоретически возможны еще более быстрые колебания в незамкнутых проволоках из хорошо проводящего материала, концы которых не нагружены большими емкостями; но, конечно, теория не в состоянии решить, возможно ли в действительности возбудить эти колебания такой интенсивно­сти, чтобы они стали заметными. На основании некоторых явлений я пришел к предположению, что колебания последнего рода действительно могут воз­никнуть при известных условиях, причем интенсивность колебаний настолько значительна, что действие их доступно наблюдению на расстоянии. Дальней­шие опыты подтвердили мое предположение, в виду чего здесь будут изложены наблюденные мною явления и произведенные опыты.

Колебания, о которых здесь будет идти речь, в свою очередь, приблизитель­но в сто раз быстрее наблюденных Феддерсеном. Период этих колебаний, опре­деляемый, конечно, лишь при помощи теории, измеряется стомиллионными долями секунды. Следовательно, в отношении продолжительности они зани­мают среднее место между звуковыми колебаниями весомых тел и световыми колебаниями эфира. Последнее обстоятельство и объясняет интерес, предста­вляемый этими колебаниями, помимо того, что изучение их может оказаться полезным для теории электродинамики.

Предварительные опыты. Если в разрядную цепь индукционной катушки последовательно с искровым промежутком включить искровой микрометр Ри­са, полюсы которого соединены металлическим ответвлением, то, — если толь­ко длина воздушного промежутка микрометра не превысит известного преде­ла, — разряд пройдет скорее через воздушный промежуток, чем через металли­ческий провод. Это явление не ново; как известно, построение громоотводов для телеграфных проводов имеет своим основанием именно это явление. Только в том случае, если металлическое ответвление коротко и обладает небольшим сопротивлением, можно рассчитывать на исчезновение искры в микрометре. И на самом деле длина получаемой искры уменьшается вместе с длиной от­ветвления, но, вообще говоря, полного потухания ее едва ли можно достигнуть. Даже в том случае, когда оба шарика микрометра соединены толстой медной проволокой, длиной всего в несколько сантиметров, можно наблюдать искорки, хотя и очень короткие.

Этот опыт непосредственно доказывает, что в момент разряда потенциал изменяется вдоль разрядной цепи на величину в сотни вольт на протяжении всего лишь нескольких сантиметров, косвенно же он показывает, что скорость, с которой происходит разряд, чрезвычайно велика. Это объясняется тем, что разность потенциалов у шариков искромера может рассматриваться как ре­зультат действия самоиндукции в металлическом ответвлении. Время, в те­чении которого потенциал на одном шарике испытывает заметные изменения, будет того же порядка, что и время, в продолжение которого изменения дохо­дят до другого шарика через короткий отрезок хорошего проводника. Можно было предположить, пожалуй, столь большую плотность разрядного тока, что одно лишь сопротивление ответвления обусловит разность потенциалов на ша­риках микрометра. Но приблизительное рассмотрение количественных условий показывает, что такое предположение не основательно, а в дальнейших опытах такое предположение не может быть вовсе сделано.

Замкнем опять искровой микрометр при помощи металлического провода, например, медной проволоки, диаметром 2 мм и длиной 0,5 м, согнутой в пря­моугольник; но при этом мы не включаем его в разрядную цепь индукционной катушки, а соединяем только один из ее полюсов с какой-нибудь точкой разряд­ной цепи при помощии промежуточной проволоки. На рис. Д5.3 представлено

Рис. Д5.3. Схема установки Герца

раположение приборов: А схематически изображает индукционную катушку, В — разрядник, М — микрометр. Во время действия индукционной катуш­ки мы будем опять наблюдать в микрометре поток искр, достигающий иногда длины в несколько миллиметров.

Этот опыт показывает, во-первых, что в момент разряда интенсивные элек­трические движения происходят не только в разряднике, но и во всех соеди­ненных с ним проводах; во-вторых, он показывает нагляднее, чем предыду­щий опыт, что эти движения происходят очень быстро, и поэтому должен быть принят во внимание даже тот промежуток времени, в продолжение которого электрические волны проходят через короткие металлические провода. В са­мом деле, опыт этот можно объяснить только таким образом, что изменение потенциала, создаваемое индукционной катушкой, достигнет шарика 1 раньше, чем шарика 2, причем различие во времени оказывается доступным наблюде­нию. Это явление становится поразительным, если принять во внимание, что электрические волны, насколько это нам известно, распространяются в медной проволоке почти со скоростью света. Поэтому мне казалось достойным труда исследовать, какие условия будут способствовать появлению сильных искр в микрометре.”

Похожие записи :

  • Астрономические наблюдения. Измерения скорости света в земных условиях. Опыты Физо. Опыты Майкельсона. Современные методы измерения скорости света. Эталоны времени и длины. Ско ...

  • Когерентность Временная и пространственная когерентность. Способы наблюдения интерференции света. Классические интерференционные опыты: бипризма Френеля, бизеркала Френеля, опы ...

  • Максвелл показал, что свет представляет собой электромагнитную волну. Фазовые скорости распространения такой волны в веществе (V) и в вакууме (C) различны. Соотношение между ни ...

  • Френель показал, что вращение плоскости поляризации линейно поляризованного света можно объяснить, если допустить, что в оптически активной среде монохроматические волны правой ...

  • Поляризованный свет. Плоскополяризованный свет, свет, поляризованный по кругу и эллипсу. Получение поляризованного света. Двойное лучепреломление в кристаллах. Призма Николя П ...

Отзывов нет

No comments yet.

RSS-лента комментариев.

К сожалению, по вашему запросу ничего не найдено.