Светоносный эфир

Эфир – гипотетическая всепроникающая среда, колебания которой проявляют себя как электромагнитные волны (в том числе как видимый свет). Концепция светоносного эфира была выдвинута в XVII веке Рене Декартом и получила подробное обоснование в XIX веке в рамках волновой оптики и электромагнитной теории Максвелла. Эфир рассматривался также как материальный аналог ньютоновского абсолютного пространства. Существовали и другие варианты теории эфира.

В конце XIX века в теории эфира возникли непреодолимые трудности, вынудившие физиков отказаться от понятия эфира и признать электромагнитное поле самодостаточным физическим объектом, не нуждающимся в дополнительном носителе. Абсолютное пространство было упразднено специальной теорией относительности. Неоднократные попытки отдельных учёных возродить концепцию эфира в той или иной форме (например, связать эфир с физическим вакуумом) успеха не имели.

Альберт Абрахам Майкельсон (1852-1931)

В 1907 году стал лауреатом Нобелевской премии по физике «за создание точных оптических инструментов и спектроскопических и метрологических исследований, выполненных с их помощью».

В 1881 году Майкельсон провёл физический опыт (опыт Майкельсона) на своём интерферометре с целью измерения зависимости скорости света от движения Земли. Результат эксперимента был отрицательный – скорость света никак не зависела от скорости движения Земли и от направления измеряемой скорости.

В 1887 году Майкельсон, совместно с Э.У. Морли, провёл эксперимент, известный как эксперимент Майкельсона-Морли. В этом эксперименте определялась скорость движения Земли относительно эфира. Вопреки ожиданию, в эксперименте (как и в его более поздних и более прецизионных модификациях, проводящихся до настоящего времени) не обнаружилось движения Земли относительно эфира.

Интерферометр Майкельсона – двухлучевой интерферометр, изобретённый Альбертом Майкельсоном. Данный прибор позволил впервые измерить длину волны света. В опыте Майкельсона интерферометр был использован Майкельсоном для проверки гипотезы о светоносном эфире.

Конструктивно состоит из светоделительного зеркала, разделяющего входящий луч на два, которые в свою очередь, отражаются зеркалом обратно. На полупрозрачном зеркале разделённые лучи вновь направляются в одну сторону, чтобы, смешавшись на экране, образовать интерференционную картину. Анализируя её и изменяя длину одного плеча на известную величину, можно по изменению вида интерференционных полос измерить длину волны, либо, наоборот, если длина волны известна, можно определить изменение длины плеч. Радиус когерентности изучаемого источника света или другого излучения определяет максимальную разность между плечами интерферометра.

Устройство используется и сегодня в астрономических, физических исследованиях, а также в измерительной технике. В частности, интерферометр Майкельсона лежит в основе оптической схемы современных лазерных гравитационных антенн.

Опыты Майкельсона – класс физических экспериментов, исследующих зависимость скорости распространения света от направления. В настоящее время (2011 год) точность опытов позволяет найти относительные отклонения изотропности скорости света в единицы 10^-16, однако на этом уровне отклонения не найдены. Опыты Майкельсона являются эмпирической основой принципа инвариантности скорости света, входящего в общую теорию относительности (ОТО) и специальную теорию относительности (СТО).

Хендрик Антон Лоренц (1853-1928)

Хенрик Лоренц – голландский физик-теоретик. Лауреат Нобелевской премии по физике (1902). Лоренц изучал физику и математику в Лейденском университете. Большое влияние на него, как на будущего физика, оказал преподаватель астрономии профессор Фредерик Кайзер. В университете Лейдена с 1878 года он затем работал профессором математической физики. В 1880 вместе со свои практически однофамильцем Людвигом Лоренцем вывел формулу Лоренц-Лоренца. Он развил электромагнитную теорию света и электронную теорию материи, а также сформулировал самосогласованную теорию электричества, магнетизма и света. С именем этого учёного связана известная из школьного курса физики сила Лоренца (понятие о которой он развил в 1895 году) – сила, действующая на электрический заряд, движущийся в магнитном поле.

Развил теорию о преобразованиях состояния движущегося тела, одним из результатов которой было так называемое сокращение Лоренца-Фицджеральда, описывающее уменьшение длины объекта при поступательном движении. Полученные в рамках этой теории преобразования Лоренца являются важнейшим вкладом в развитие теории относительности.

За объяснение феномена, известного как эффект Зеемана, был удостоен в 1902 году совместно с другим нидерландским физиком Питером Зееманом Нобелевской премии по физике.