Предыдущая страница реферата | 6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16 | Следующая страница реферата

Из практически бесконечного фронта плоской световой волны, приходящей на Землю от рассматриваемой звезды, отверстие [pic] вырежет малую часть
[pic]. Ограниченное в первый момент времени краями отверстия световое возмущение [pic]дальше, — между экраном [pic] и поверхностью среды [pic], — распространяется в эфире, движущемся справа налево однородным сплошным потоком со скоростью [pic]. Поэтому образуется световой пучок [pic], наклоненный к вертикали под очень малым углом аберрации

[pic] как мы это объяснили выше.

Определим теперь наклон светового пучка [pic] в прозрачной среде, который образуется из светового пучка [pic]. Если бы движение эфира через прозрачную среду отсутствовало, то мы имели бы пучок [pic], имеющий угол
[pic] наклона к вертикали, определяемый из закона Снеллиуса:

[pic]; считая, что угол [pic], а следовательно и угол [pic] очень малы. Таким образом, для длины отрезка [pic] имеем выражение

[pic] если предположить, что [pic] — толщина слоя прозрачной среды в приборе.
Движение эфира через прозрачную среду, однако, происходит. Согласно гипотезе частичного увлечения эфира прозрачным телом, эфир протекает через плоскопараллельный слой [pic]прозрачной среды справа налево горизонтальным непрерывным сплошным потоком, движущемся со скоростью

[pic]; она меньше скорости [pic] движения Земли, которую эфир имел бы, если бы он не увлекался прозрачной средой. Вследствие переносного движения, фронт волны [pic], распространяющийся в прозрачной среде вертикально вниз до экрана [pic] со скоростью [pic] — скоростью света в среде — за время

[pic], при попадании на экран [pic] будет снесен в горизонтальном направлении влево на расстояние

[pic]

Получили для отрезка [pic]тот же результат, что и выше, когда делали предположение, что движение эфира отсутствует.

Таким образом мы должны сделать вывод, что движение рассматриваемого оптического прибора вместе с Землей со скоростью [pic] сквозь неподвижный эфир никак не сказывается на ходе лучей в нем; закон преломления остается таким же. Луч, приходящий от звезды, ведет себя в точности так же, как и луч такого же направления, идущий от земного источника.

Геометрическая оптика неоднородной прозрачной среды, пронизываемой движущимся через нее эфиром. Теорема Лоренца.

Свою оптико-геометрическую теорию движущихся вместе с Землей оптических приборов Лоренц развил в 1886 г. с целью объяснения следующих трех к тому времени уже твердо установленных опытных фактов: существует явление астрономической аберрации положений звезд, заключающееся в том, что звезды в течение года описывают на небе маленькие эллипсы
(переходящие в окружности для звезд, находящихся вблизи полюса эклиптики, и дважды покрытые отрезки для звезд, находящихся вблизи экватора эклиптики); свет от любой звезды, фиксируемый на Земле как свет, приходящий по определенному направлению и определенной частоты, будучи использованным в любых оптических экспериментах — по отражению, по преломлению, по интерференции и т.д., ведет себя в точности так же, как и свет от земного источника, распространяющийся по тому же направлению и обладающий той же частотой; ни в одном оптическом эксперименте, который можно произвести с земным источником света, нельзя наблюдать никакого эффекта, связанного со скоростью [pic] движения Земли на ее орбите вокруг Солнца, если ограничиться членами первого порядка малости по [pic], где [pic] — скорость света в пустоте.

Любой как угодно сложный оптический прибор, содержащий линзы, призмы, щели, диафрагмы и т.д., можно считать кусочно однородной средой (т.е. средой, состоящей из пространственных областей с разными показателями преломления). Будем, однако, следуя Гамильтону, полагать, что имеем дело не с такой специфической кусочно-однородной, а с произвольной оптически неоднородной средой, оптические свойства которой характеризуются заданной функцией локального показателя преломления [pic], где [pic] — показатель преломления в точке среды с координатами [pic].

Среду будем считать твердой, прозрачной, неподвижной и жестко связанной с Землей, движущейся сквозь эфир, покоящийся в мировом пространстве.

Лоренц проводит рассуждение в декартовой прямоугольной системе координат [pic], жестко связанной со средой и с Землей. При этом он предполагает, что Землю и прозрачную среду пронизывает “эфирный ветер”, характеризующийся стационарным (не зависящим от времени) полем скоростей
[pic].

Таким образом Лоренц берет развитую им самим обобщенную формулировку принципа Гюйгенса, учитывающую, что эфир движется относительно прозрачной среды, в которой мы исследуем распространение световых волн, т.е. что в среде имеется эфирный ветер.

Как при формулировке обычного принципа Гюйгенса, для неподвижного эфира, возьмем два бесконечно близких положения волнового фронта, или фронта волны, распространяющейся в покоящейся относительно Земли, но движущейся относительно мирового пространства среде, увлекающей с собой частично эфир, в два бесконечно близких момента времени t и t+dt. Пусть эти положения характеризуются двумя геометрическими поверхностями S и S1, см. рис.

[pic]

Чтобы исходя из поверхности волнового фронта S построить поверхность волнового фронта S1, надо взять каждую точку P на поверхности S и мысленно испустить из этой точки в момент времени t т.е. взять бесконечно малую поверхность около точки P, до которой к моменту времени t+dt это возмущение дошло. Такую поверхность назовем фронтом элементарной волны. На приведенном рисунке кривая ab изображает часть поверхности фронта элементарной волны, испущенной из точки P, рассматриваемой в момент времени t+dt.

Согласно принципу Гюйгенса, поверхность S1 ,будет геометрической огибающей поверхностью фронтов всех элементарных волн, построенных для всех точек P поверхности S.

Одновременно с построением положения последующего фронта волны мы узнаем и дальнейший ход всех лучей. Прямой отрезок, проведенный из точки P на поверхности P, являющейся центром испускания элементарной волны, в точку
P1, расположенную на поверхности S1 и являющуюся точкой касания этой элементарной волной огибающей поверхности S, является элементом луча. Один из элементов луча изображен отрезком PP1 на рисунке.

Точки P и P1, принадлежащие соответственно поверхностям S и S1 и являющиеся началом и концом одного и того же элемента луча, называются сопряженными точками.

При помощи геометрического построения Гюйгенса можно найти последовательные положения S, S1,S11,... фронта распространяющейся волны и последовательные элементы PP1,P1P11,P11P111,... любого луча. Каждый такой луч проходит через ряд сопряженных точек, следующих одна за другой через бесконечно малые расстояния.

[pic]

В случае отсутствия в среде эфирного ветра каждая из рассмотренных бесконечно малых элементарных волн представляет собой бесконечно малую сферу радиуса c1t, с центром, расположенным в соответствующей точке P, где c1 - локальная скорость света в точке P среды. Для неоднородной среды скорость света является заданной функцией с1=с1(x,y,z) точки среды и поэтому различные элементарные волны будут иметь разные радиусы, см. рис.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: рефераты помощь, сжатое изложение.





Предыдущая страница реферата | 6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16 | Следующая страница реферата