Головна

Рівняння Максвелла і концепція абсолютно нерухомого ефіру

  1.  A) При будь-якій температурі вище абсолютного нуля
  2.  А. Билимович: концепція змішаної системи господарського управління
  3.  Абсолютно інший.
  4.  Абсолютно будь-яку;
  5.  Абсолютно збіжні і умовно збіжні інтеграли
  6.  Абсолютна і надмірне (манометричний) тиск. Барометри і манометри
  7.  Абсолютне число шлюбів

Створена Ньютоном концепція абсолютного простору і абсолютного часу безроздільно панувала в науці аж до кінця ХІХ століття. Її обмеженість стала з'ясовуватися лише в зв'язку з розвитком уявлень про електромагнетизм. Щоб більш глибоко зрозуміти, як відбувався перехід до сучасних просторово-тимчасовим концепціям, розглянемо хронологію подій, які привели до становлення спеціальної теорії відносності (СТО).

Одним з найважливіших принципів ньютонівської механіки є принцип інерції, Який часто пов'язують з ім'ям Галілея: існують системи відліку, в яких вільне тіло (Тобто тіло, на яке нічого не діє) рухається рівномірно і прямолінійно або покоїться (Цей принцип називають також першим законом Ньютона). Такі системи відліку називаються інерційних. Очевидно, що якщо існує хоча б одна інерціальна система відліку (ІСО), то існує і безліч таких систем, так як будь-яка система відліку, що рухається рівномірно і прямолінійно щодо інерціальній, сама є інерціальній. Відповідно до іншого найважливішим принципом класичної механіки, який називається принципом відносності Галілея, не існує абсолютно нерухомою ІСО, Тобто будь-яку ІСО можна розглядати як нерухому, так і рухому з якоюсь швидкістю відносно іншої ІСО.

Якщо положення деякого тіла А в якийсь ІСО (назвемо її K) в момент часу t визначається радіус-вектором r(T), то в іншій ІСО (назвемо її K ?),рухається з постійною швидкістю V щодо K, положення даного тіла в той же момент часу

t ? = t (5. 1)

описується радіус-вектором r? (t), який пов'язаний з r(T) співвідношенням:

r? (t) = r(T) - Vt. (5. 2)

Формули (5.1) і (5.2) називаються перетвореннями Галілея. Математичним «оформленням» принципу відносності Галілея є наступне твердження: закони пріроди1 інваріантні відносно перетворень Галілея. Це означає, що якщо в рівняннях, що відображають будь-які закони природи, замінити r(T) і t на r? (t) і t ? = t, то вид рівнянь не повинен змінитися.

Ось щодо цих перетворень Галілея і виявилися неінваріантни рівняння Максвелла, які описували електромагнітне поле і, здавалося б, спиралися на міцний фундамент відомих на той час законів електрики і магнетизму. Спочатку це було сприйнято як невідповідність теорії Максвелла принципом відносності Галілея, а, отже, як серйозне заперечення проти самої теорії, Однак блискучі експерименти Г. Герца (1887 р) з електромагнітними хвилями підтвердили більшість висновків теорії Максвелла, після чого її достовірність стала вважатися встановленої . В результаті на якийсь час під сумнівом виявився сам галилеевский принцип відносності, що виразилося в появі концепції абсолютно нерухомого ефіру.

Відповідно до цієї концепції, середовищем, в якій поширюється світло (і інші електромагнітні хвилі), служить абсолютно нерухомий ефір. Отже, абсолютно нерухомою повинна бути і пов'язана з цим ефіром система відліку. Але тоді швидкість світла в будь-якій системі відліку, що рухається відносно ефіру (наприклад, в системі відліку, пов'язаної з Землею), повинна залежати від того, в якому напрямку поширюється світло. Найтонші експерименти, виконані Майкельсоном і Морлі в 1887 р, спростували це твердження і показали, що швидкість світла однакова у всіх напрямках. Деякий час намагалися подолати цю суперечність, вважаючи, що ефір «захоплюється» рухомими тілами (так само, як повітря в рухомому вагоні поїзда), але в цьому випадку мало б мати місце помітне взаємодія (тертя) між ефіром і тілами, що приводить до гальмування тел. Більш того, щоб узгодити властивості ефіру з поперечним електромагнітних хвиль (для яких, як відомо, напрямок коливань векторів електричного і магнітного поля перпендикулярно напрямку поширення хвилі), потрібно було вважати ефір «твердим тілом», яке, в той же час, не робить ніякого впливу на рух інших тіл.

Це та інші протиріччя теорії абсолютно нерухомого ефіру привели, врешті-решт, до того, що на рубежі XIX - XX ст. вчені повернулися до принципу відносності, правда, на іншому концептуальному рівні. Цей процес підсумував А. Ейнштейн, який створив в 1905 р спеціальну теорію відносності (СТО).

 



 У класичному природознавстві |  Постулати Ейнштейна і вакуумна концепція електромагнітного поля

 Простір і час в античній натурфілософії |  І відмова від концепції абсолютного часу |  У загальній теорії відносності |  некласичного природознавства |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати