-- Нашел у себя в закладках. Петров отлично описывает. (формулы смотрите в первоисточнике по ссылке)

Увлечение эфира твердыми телами. Опыт Харреса
[bourabai.kz]

В 1912 г. Харрес выполнил опыт, цель которого заключалась в измерении коэффициента увлечения для стекла. В опыте Харреса лучи света движутся внутри кольца, составленного из прозрачных призм на горизонтальной площадке, которая могла вращаться вокруг вертикальной оси. Ход лучей в установке изображен на рис.3.



Суть опыта заключается в следующем. Луч света от источника попадает на разделитель, где расщепляется на два луча, один из которых (изображен красным цветом на рис.4) движется в направлении движения установки, другой (изображен синим цветом) – в противоположном направлении.

<img src="http://bourabai.kz/petrov/img/arago_04.gif
">

Разделитель, схема которого представлена на рис.4-а, представляет собой призму с двумя зеркальными поверхностями, наклоненными к оси симметрии под углом 450. Отражаясь от одной из поверхностей, луч света (“красный” или “синий”) движется внутри кольца и попадает на другую зеркальную поверхность призмы, отражается от нее и движется к приемнику, где наблюдается интерференционная картина. Таким образом, по отношению к лучам света, движущимся внутри кольца, зеркальные поверхности разделителя одновременно являются и источником, и приемником световых лучей.

Когда установка не вращается, т.е. при отсутствии предполагаемого движения разделителя относительно эфира, находящегося внутри кольца, время t1 движения одного луча равно времени t2 движения другого луча:

t1 = t2 = L / c / n,

где L = 2r – длина окружности кольца; n – коэффициент преломления вещества призм, из которых составлено кольцо в данном опыте.

При полном увлечении эфира внутри движущегося кольца обе зеркальные поверхности разделителя движутся с той же скоростью, что и эфир внутри вращающегося кольца. В этом случае отсутствует движение разделителя относительно эфира внутри движущегося кольца, следовательно, время t1 движения одного луча равно времени t2 движения другого луча, так как источник света – одна грань разделителя, приемник – другая грань разделителя и среда, в которой движется свет внутри кольца, неподвижны относительно друг друга:

t1 = t2 = L / c / n.

При частичном увлечении эфир внутри движущегося кольца движется с некоторой скоростью относительно разделителя, вследствие чего время движения одного луча уже не будет равно времени движения луча. При вращении установки с некоторой угловой скоростью , время движения лучей будет равно:

t1 = L / (c/n + kv) для одного луча и

t2 = L / (c/n - kv) для второго луча,

где k – коэффициент увлечения эфира внутри движущегося кольца; v = r – линейная скорость вращения кольца.

Тогда разность хода времен t2 и t1 будет равна:

= t2 - t1 = L / (c/n - kv) - L / (c/n + kv)

= 2Lkv/(c2/n2 – k2v2)

= 2Lkvn2/(c2 - k2v2n2)

= 2Lkvn2/ c2 (1 - k2v2n2/ c2)

Пренебрегая величиной k2v2/ c2n2 вследствие ее малости, получим:

= 2Lkvn2/ c2.

В этом опыте вся установка, включая источник и приемник света, вращалась с одинаковой угловой скоростью. Интерференционная картина фотографировалась на пластинку, которая исследовалась затем в лабораторных условиях.

В опыте Физо интерференционная картина наблюдалась на экране, относительно которого светопроводящая среда – вода в трубке, двигалась с некоторой скоростью v. Поэтому коэффициент увлечения в опыте Физо должен быть равен k = 1 / n2.

В отличие от опыта Физо, приемник света – одна из зеркальных граней призмы вращается с той же скоростью, что и светопроводящая среда – прозрачное кольцо. Поэтому коэффициент увлечения эфира в опыте Харреса должен быть равен k = 1 – 1/n2. Однако результаты опыта, сообщенные Харресом в его диссертации, не соответствовали формуле Френеля.

При полном увлечении эфира все части установки – источник и приемник света - оказывались неподвижными относительно эфира, движущегося вместе с кольцом с той же скоростью. В этом случае разность хода времен должна быть равна нулю, как и в опыте Майкельсона-Морли. В действительности, однако, наблюдалась интерференционная картина, не соответствующая ни полному, ни частичному увлечению эфира.

По результатам опыте Харреса развернулась дискуссия, в которой принимал участие и Эйнштейн, в ходе которой предлагались различные, нередко исключающие друг друга, объяснения результатов рассматриваемого опыта. В конце концов, и этот опыт сочли доказательством Френелевской формулы увлечения эфира, т.е. доказательством “релятивистской” формулы сложения скоростей. В действительности, это не так.

В опыте Харреса лучи света, прежде чем попасть на разделитель, движутся в воздухе (или эфире), не увлекаемом движением кольца. При неподвижном приборе лучи света падают на разделитель, грани которого наклонены под углом 45 градусов к направлению движения лучей света от источника.. При выходе из кольца (после отражения от граней разделителя) лучи движутся к приемнику перпендикулярно плоскости экрана, на котором возникает интерференционная картина. Однако когда прибор вращается, лучи света от источника света к разделителю и обратно движутся иначе.

За время, в течение которого луч света проходит расстояние l от источника света к разделителю, последний отклонится на некоторый угол, как это изображено на рис. 5. В результате этот луч падает на разделитель под углом, не равным 45 градусам, вследствие чего углы отражения для каждого из разделенных лучей оказываются различными. Соответственно различными оказываются и длины путей для каждого из разделенных лучей, следовательно, и время, в течение которого каждый из лучей проходит свой путь до выхода из кольца.



Точно так же, когда луч света выходит из вращающегося кольца, то за время, в течение которого этот луч пройдет расстояние l до приемника, последний отклонится на некоторый угол, вследствие чего луч света упадет на плоскость экрана приемника под углом, не равным 90 градусам, как это изображено на рис. 6.



Таким образом, разность времен t1 и t2 в опыте Харреса объясняется тем, что часть пути – от источника света к разделителю и обратно - лучи света проходят в воздухе (эфире), не увлекаемом вращением кольца, а часть – внутри кольца в эфире, полностью увлекаемом движением кольца. Однако ни одна из теорий, предложенных для объяснения результатов опыта Харреса, не учитывает этого обстоятельства.