то менше довжини світлової хвилі?, поділеній на порядок спектра k. Це співвідношення справедливо не тільки для кілець Ньютона, але й при інтерференції в будь-яких тонких плівках.
ДЕЯКІ ЗАСТОСУВАННЯ ІНТЕРФЕРЕНЦІЇ
Застосування інтерференції дуже важливі і великі.
Існують спеціальні прилади - інтерферометри, дія яких заснована на явищі інтерференції. Призначення їх може бути різним: Точні виміру довжин світлових хвиль, вимірювання показника заломлення газів та інші. Є інтерферометри спеціального призначення. Про один з них, сконструйованому Майкельсоном для фіксації дуже малих змін швидкості світла.
Експеримент Майкельсона
У 1881 році американський фізик Альберт Абрахам Майкельсон і провів експеримент з перевірки гіпотези голландського фізика-теоретика Хендріка Антона Лоренца, згідно з якою повинна існувати обрана система відліку, пов'язана зі світовою ефіром, що перебуває в абсолютному спокої. Суть цього експерименту можна зрозуміти за допомогою такого прикладу.
З міста А літак здійснює рейси в міста В і С (дивися малюнок 14, а). Відстані між містами однакові і рівні l=300 км, причому траса АВ перпендикулярна трасі АС. Швидкість літака щодо повітря з=200 км/ч. Нехай в напрямку АВ дме вітер зі швидкістю? =10 км/ч. Питається: який рейс займе більше часу: від А до В і назад або від А до С і назад?
У першому випадку час польоту одно:
У другому випадку літак повинен тримати курс не на саме місто С, а на деяку точку D, що лежить проти вітру (дивися малюнок 14, б). Щодо повітря літак пролетить відстань АD. Повітряний потік зносить літак на відстань DC. Ставлення цих відстаней дорівнює відношенню швидкостей:
Щодо Землі літак пролетить відстань АС.
Так як (дивися малюнок 14 б), то.
Але:, тому.
Отже, час t2, витрачений літаком на проходження цього шляху туди і назад зі швидкістю с, визначається так:
Різниця часів наявності. Знаючи її, а також відстань АС і швидкість з, можна визначити швидкість вітру відносно Землі.
Спрощена схема експерименту Майкельсона приведено малюнку 15. У цьому експерименті роль літака грає світлова хвиля, що має швидкість 300000 км/с відносно ефіру. (Ніяких сумнівів в існуванні ефіру в кінці XIX століття не було.) Роль звичайного вітру грав передбачуваний «ефірний вітер», що обдуває Землю. Щодо нерухомого ефіру Земля не може спочивати весь час, так як вона рухається навколо Сонця зі швидкістю близько 30 км/с і ця швидкість безперервно змінює напрямок. Роль міста А грала напівпрозора пластина Р, що розділяє потік світла від джерела S на два взаємно перпендикулярних пучка. Міста В і С замінені дзеркалами М 1 і М 2, напрямними світлові пучки назад.
Далі обидва пучка з'єднувалися і потрапляли в об'єктив зорової труби. При цьому виникала інтерференційна картина, що складається з чергуються світлих і темних смуг (дивися малюнок 16). Розташування смуг залежало від різниці часів, на одному і на іншому шляху.
Інтерферометр був встановлений на квадратній кам'яній плиті зі сторонами по 1,5м і товщиною більше 30 см. Плита плавала в чаші з ртуттю, для того щоб її можна було без струсу повертати навколо вертикальної осі (дивися малюнок 17 ).
Напрям «ефірного вітру» невідомо. Але при обертанні інтерферометра орієнтація світлових шляхів ОМ 1 і ОМ 2 (дивися малюнок 15) щодо «ефірного вітру» повинна була змінюватися. Отже, повинна була змінюватися різниця часів проходження шляхів ОМ 1 і ОМ 2, а тому повинні були зміщуватися і інтерференційні смуги в поле зору труби. За цим зміщення сподівалися визначити швидкість «ефірного вітру» і її напрям.
Однак, на подив учених, експеримент показав, що ніякого зміщення інтерференційних смуг при повороті інтерферометра не відбувається. Експерименти ставилися в різний час доби і в різні пори року, але завжди закінчувалися з одним і тим же негативним результатом: рух Землі по відношенню до «ефіру» виявити не вдалося. Точність останніх експериментів була така, що вони дозволили б виявити зміна швидкості поширення світла (при повороті інтерферометра) навіть на 2 м/с.
Все це було схоже на те, як якщо б Ви, висунувши голову з вікна вагона, при швидкості 100 км/год не помітили б напору зустрічного поїзду потоку повітря.
Таким чином, гіпотеза Лоренца про існування переважної системи відліку не підтвердилася в процесі експериментальної перевірки. У свою чергу, це означало, що ніякої особливої ??середовища - «світлоносного ефіру», - з якою можна було б пов'язати таку переважну си...
