Опыт Харриса - Саньяка (на самом деле опыт Ф. Харриса [F. Herres], авторство которого присвоено Саньяку [Sangac] после гибели Харриса на фронте I Мировой войны [1]) - доказал возможность эксперим. определения угл.
скорости вращения системы для расположенного в ней наблюдателя, т. е. возможность
определения неинерциальности движения системы для покоящегося в ней наблюдателя
(эффект Саньяка). Проведён Ж. Саньяком (G. Sagnac) в 1913. В С. о. (рис.)
на круглом диске D располагались зеркала S, источник света
L ц фотогр. пластинка Ph. Полупрозрачная пластинка Н делила
луч света от источника на два: луч 1 шёл по замкнутому пути в направлении
вращения диска, луч 2 - в противоположном направлении. При вращении всей
системы с угл. скоростью
вокруг оси, перпендикулярной плоскости диска, луч 1, согласно общей теории
относительности, с точки зрения наблюдателя, находящегося на диске, тратит
на полный обход больше времени, чем луч 2; разность времён обхода
где R - радиус окружности, на к-рой располагаются зеркала S и
пластинка Н. В результате на фотопластинке при вращении диска наблюдается
смещение интерференц. полос (по сравнению с их положением при покоящемся
диске) на величину
, выраженную в
,
где
-длина волны
излучения монохрома-тич. источника света L частоты
, а
- разность
фаз встречных волн 1 и 2. При
,
см
и
(угл.
скорость вращения Земли) сдвиг полос составляет малую долю:
То же выражение для разности фаз
можно получить для наблюдателя, покоящегося в лаб. системе отсчёта. Действительно,
если рассматривать вращение точек диска, когда
время
распространения луча 1 по направлению вращения определяется из соотношения
(рис.)
Здесь
- дополнит. расстояние, на к-рое сдвинется пластинка Я («уйдёт» от догоняющего
её луча 1) за время
обхода луча по замкнутому контуру. Аналогичное соотношение для луча 2:
В результате при
. Иногда эту разность времён, возникающую в лаб. системе отсчёта, связывают
с разностью доплеровских частот, испускаемых движущейся пластинкой по направлению
лучей 1 и 2. Основываясь на результатах опыта Харриса - Саньяка, А. Майкельсон (A. Michelson)
и Г. Гейл (Н. Gale) в 1925 определили скорость вращения Земли вокруг своей
оси. В 1962 этот опыт был повторён А. Джаваном (A. Javan) с использованием
когерентного излучения гелий-неонового лазера. Основанные на эффекте Саньяка
интерферометры с лазерными источниками света используются в качестве датчиков
угл. скорости, угла поворота и ориентации в пространстве для вращающихся
объектов. Чувствительность таких интерферометров можно заметно увеличить,
если использовать многократные (N-кратные) обходы по замкнутому контуру
встречных лучей 1 и 2. Тогда
,
где
=
.
Такая схема реализуется в совр. волоконно-оптич. интерферометрах (см. Волоконно-оптический
гироскоп). В них излучение, распространяющееся внутри оптич. волокон,
намотанных, как в соленоидах, на цилиндрич. стержень, N-кратно проходит
по замкнутому контуру (где N - число намотанных витков). Для такого
интерферометра при
см,
см
и
при
оптич. волокне с поперечным сечением в 100 мкм2
,
а
, что
можно наблюдать даже невооружённым глазом.
Знаете ли Вы, почему "черные дыры" - фикция?
Согласно релятивистской мифологии, "чёрная дыра - это область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света). Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер - гравитационным радиусом. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он равен радиусу Шварцшильда".
На самом деле миф о черных дырах есть порождение мифа о фотоне - пушечном ядре. Этот миф родился еще в античные времена. Математическое развитие он получил в трудах Исаака Ньютона в виде корпускулярной теории света. Корпускуле света приписывалась масса. Из этого следовало, что при высоких ускорениях свободного падения возможен поворот траектории луча света вспять, по параболе, как это происходит с пушечным ядром в гравитационном поле Земли.
Отсюда родились сказки о "радиусе Шварцшильда", "черных дырах Хокинга" и прочих безудержных фантазиях пропагандистов релятивизма.
Впрочем, эти сказки несколько древнее. В 1795 году математик Пьер Симон Лаплас писал:
"Если бы диаметр светящейся звезды с той же плотностью, что и Земля, в 250 раз превосходил бы диаметр Солнца, то вследствие притяжения звезды ни один из испущенных ею лучей не смог бы дойти до нас; следовательно, не исключено, что самые большие из светящихся тел по этой причине являются невидимыми." [цитата по Брагинский В.Б., Полнарёв А. Г. Удивительная гравитация. - М., Наука, 1985]
Однако, как выяснилось в 20-м веке, фотон не обладает массой и не может взаимодействовать с гравитационным полем как весомое вещество. Фотон - это квантованная электромагнитная волна, то есть даже не объект, а процесс. А процессы не могут иметь веса, так как они не являются вещественными объектами. Это всего-лишь движение некоторой среды. (сравните с аналогами: движение воды, движение воздуха, колебания почвы). Подробнее читайте в
FAQ по эфирной физике.
