 |
 |
 |
 |
|
 |
 |
136
сигналы, на оптические явления возник в связи с открытием аберрации света английским астрономом
Брадлеем в 1728 г. (см. 7.1). Данный вопрос применительно к волновой теории света был значительно
более сложным, чем для теории, основанной на представлении о корпускулярной природе света. Его
решение требовало введения ряда гипотетических допущений относительно явлений, которые очень
сложно выявить в опыте: как взаимодействуют весомые тела и эфир (полагали, что эфир проникает в
тела); отличается ли эфир внутри тел от эфира, находящегося вне их, а если отличается, то чем; как
ведет себя эфир внутри тел при их движении, и т.д. В физике сложилось три различных интерпретации
характера взаимодействия вещества и эфира.
Возрождавший волновую теорию света в начале XIX в. Т. Юнг, касаясь вопросов оптики
движущихся тел, отметил, что явление аберрации света может быть объяснено волновой теорией
света, если предположить, что эфир повсюду, в том числе и внутри движущихся тел, остается
неподвижным. В этом случае явление аберрации объясняется, как и в корпускулярной теории света.
В 1846 г. английский физик Дж. Г. Стокс разработал новую теорию аберрации, основанную на
аналогиях с гидродинамикой. Он исходил из предположения, что Земля при своем движении пол-
ностью увлекает окружающий ее эфир и скорость эфира на поверхности Земли в точности равна ее
скорости. Но последующие слои эфира движутся все медленнее и медленнее, и это обстоятельство и
вызывает искривление волнового фронта, что и воспринимается как аберрация. Из этой теории
следует, что в любых оптических опытах, проведенных на Земле, не может быть обнаружена скорость
ее движения.
Существовала и третья точка зрения, принадлежавшая Френелю. Он предположил, что эфир
частично увлекается движущимися телами. Френель показал также, что коэффициент увлечения имеет
порядок (v/c)², а значит, опытная проверка этой идеи требует очень точного эксперимента.
Сравнивая свою теорию с теорией Френеля, Стокс указывал, что эти теории хотя и основываются
на противоположных гипотезах, но практически приводят к одинаковым результатам. Опыты,
имевшие целью обнаружить скорость движения Земли относительно эфира, не дали положительных
результатов. Они объяснялись и теорией Стокса, и теорией Френеля, поскольку их точность была
недостаточной для обнаружения эффекта порядка (v/с)².
Принципиальная сторона вопроса сводилась в сущности к двум возможным гипотетическим
допущениям. Первое допущение состояло в том, что эфир полностью увлекается движущейся
системой.
Допустим система X'Y'O' (рис. 2) с источником света (скорость света с) движется со скоростью V по
отношению к неподвижной системе XYO (в условиях, когда эфир полностью увлекается движущейся
системой). Тогда в соответствии с принципом относительности:
для наблюдателя в системе X'Y'O' скорость света будет одинакова и равна с;
для наблюдателя в системе XYO скорость света будет различной и равна V = с± V.
Вместе с тем ряд опытов, которые были поставлены еще в XIX в., показал, что скорость света
всегда одинакова во всех системах координат независимо от того, движется ли излучающий его
источник или нет, и независимо от того, как он движется. Таким образом, гипотеза о том, что эфир
полностью увлекается движущейся системой позволяла придерживаться принципа относительности,
но тем не менее противоречила опыту.
Второе допущение прямо противоположно первому: движущаяся система проходит через эфир,