Obecna notka miała być o czymś zupełnie innym. Miałem zamiar kontynuować rozważania o geometrii inwersyjnej. Poprzednia została słusznie skrytykowana za błędy opisowe, za co dziękuję. Teraz wiem, że nie wolno pisać niczego pod wpływem chwili, gdyż będzie to odebrane źle. Pewnie słusznie. Intencja moją było pokazanie innego spojrzenia na prędkość w ogólnym pojęciu. Sprowadzono mnie do parteru w szczegółach. Tylko jeden bloger zainteresował się tematem notki, a nie forma zapisu. Na pewno miało na to wpływ moje lekkie potraktowanie tematu, ale i zainteresowanie nie było zbyt duże. Powodem mogła być sama geometria inwersyjna. Dość egzotyczny dział matematyki, mało znany i trudny. W moim rozumieniu, jest to jednak łatwe, znacznie łatwiejsze niż rozpatrywanie prędkości światła i TW. W dziale NAUKA mamy obecnie wysyp notek związanych bezpośrednio lub pośrednio z tą problematyczną prędkością.
Chociaż mogę siebie zaliczyć do zwolenników TW, musze powiedzieć że wcale nie jest tak różowo. Jak to mówią: tylko beton nie ma wątpliwości. Moje wątpliwości wynikają jednak z czegoś innego, niż piszą blogerzy. Chodzi o trudność z pomiarem faktycznych cech światła. Jego dualizm jest trudny i często zapędza nas w kozi róg. Dla przykładu, foton jako część korpuskularna światła, jest obiektem co najmniej dziwnym. Jak wiadomo fala EM ma swoje pasma. Zaczynając od promieniowania gamma, poprzez promieniowanie widzialne, aż do bardzo długich fal radiowych. O ile zdefiniowanie fotonu dla promieniowania gamma/rentgenowskiego/widzialnego jest jeszcze znośne, to dla fal radiowych już stanowi pewne wyzwanie. Dzisiejsza fizyka uznaje za pewnik, że te wszystkie promieniowania, są tym samym, czyli falą EM, ale o różnych długościach (częstotliwościach). Starałem się wielokrotnie dotrzeć do jakichś opracowań, tłumaczących kwant tego promieniowania w postaci fotonu, dla całego znanego zakresu tych fal. Niestety, do dziś nie wiem co to jest ten kwant światła, a dokładnie nie znam modelu dla całego zakresu. Może znajdzie się ktoś kto będzie umiał cos sensownego na ten temat powiedzieć. Ja ten temat na razie odpuszczam.
Dla czego? Bo to nie koniec problemów ze światłem. Najsłynniejszym chyba doświadczeniem opisującym cechy światła jest doświadczenie M&M, w Interferometr Michelsona.Temat jest wałkowany w każdą stronę i na odwrót. Jeżeli ktoś dotarł do tego momentu tekstu, na pewno zna je dobrze. O to mały rysuneczek:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/23/Interferometr_Michelsona.svg/485px-Interferometr_Michelsona.svg.png
Stanowisko fizyki jest jasne i nie ma wątpliwości co do tego. Są jednak ludzie, zastanawiający się, co tak naprawdę mierzy ten przyrząd. Odpowiedź na to nie jest łatwa. Tak to już w życiu bywa. Nie można podważyć wyników pomiaru, ale warunki nie zawsze są takie oczywiste. Zbyt mało wiemy o falach EM, by być pewnym. To doświadczenie nie jest jednak tematem tej notki. Dla tego nie będę rozwodził się dla czego jest tak, lub inaczej.
Przejdę więc do innego doświadczenia. Jest ono stosunkowo mało znane, nawet polska Wiki nie pisze nic sensownego. Niemniej powołam się na nią, żeby wszyscy zorientowali się o czym rozmawiamy.
http://pl.wikipedia.org/wiki/Interferometr_Sagnaca
obrazek dla jasności: Interferometr Sagnaca
Zacytuję też treść za Wiki:
„
Światło padając na płytkę półprzepuszczalną P rozdziela się na dwa promienie, które w układzie interferometru propagują się po tej samej drodze lecz w przeciwnych kierunkach. Promienie łączą się ponownie na płytce P i interferują za płytką, obraz interferencyjny można obserwować na ekranie O. Różnica faz obu wiązek ulega zmianie, gdy interferometr obraca się. Różnica faz wynika z tego, że w obracającym się układzie układ "ucieka" przed wiązką, a dla drugiej "biegnie do niej". Zgodnie z efektem Dopplera wiązki przebywają tę drogę w różnym czasie. Pozorne prędkości wiązek propagujących się w przeciwnych kierunkach wynoszą: V+rω oraz V-rω, gdzie ω to prędkość obrotu wokół osi interferometru, a V to prędkość światła wewnątrz interferometru, r - (promień) wielkość interferometru.”
Teoretycznie jest to doświadczenie zaprzeczające M&M. Trzeba jednak zwrócić uwagę na parę aspektów. W doświadczeniu M&M mierzony był (przynajmniej teoretycznie), ruch liniowy. Jeżeli skrócenie Lorentza jest faktem, to w momencie budowania aparatury, ramiona podlegały temu skróceniu, czyli wynik jest naturalna konsekwencją tego skrócenia. W pewnym stopniu jest to paradoks, bo mierzymy , jak to Pan Robakks mówi „NIC”, gdyż ramiona są już po skróceniu, w zależności od orientacji w przestrzeni. Pozytywny wynik świadczy o tym, że takie skrócenie ma faktycznie miejca. Można też powiedzieć że światło w M&M jest unoszone przez eter wraz Ziemią.
W M&M nie ma więc pewności co tak naprawdę zostało zmierzone. Nie dało ono odpowiedzi na podstawowe pytanie: czy eter istnieje, czy nie, oraz czy wielkość c jest niezmiennikiem. Sytuacja w doświadczeniu Sagnaca jest zgoła odmienna. Aparatura została wprawiona w ruch obrotowy, nie związany z żadnym układem odniesienia Ziemi, Słońca, czy galaktyki. Na dodatek znacznie dokładnie wyznaczona jest droga światła, gdyż pokonuje ono dokładnie tą samą drogę, na dokładnie tych samych ramionach, lustrach i pryzmacie. Jedyna zasadnicza różnica, to układ odniesienia.
Teraz o wynikach. O ile doświadczenie M&M nie wykazało różnicy prędkości światła w zalezności od orientacji w przestrzeni, o tyle w doświadczeniu Sagnaca takie występuje. Są obserwowane prążki interferencyjne. Mamy więc dwa doświadczenia, przeczące sobie nawzajem. Jedynym rozwiązaniem może być przeprowadzenie jeszcze jednego. Mogło by być to doświadczenia z Interferometr Michelsona , poruszającego się względem Ziemi ze znaczną prędkością. Mógł by być to sztuczny satelita, poruszający się w kierunku odwrotnym niż sama Ziemia. Niestety nic nie wiem o tym, by ktokolwiek chciał takie doświadczenie przeprowadzić. Dla mnie więc sprawa nie zyje.
A teraz parę słów, żeby nikomu się nie zdawało że już TW upadła. W doświadczeniu Sagnaca mogą zachodzić dodatkowe zjawiska, jakie są niewidoczne w doświadczeniu M&M. Jednym z typów jest zjawisko Dopplera. Budzi to jednak moje wątpliwości, dla tego że zbyt często ratowana jest TW na jego podstawie . Przecież wszyscy wiedzą że ucieczka kwazarów po odczycie poczerwienienia ich światła, wychodzi znacznie więcej niż c. Dopiero poprawki relatywistyczne dają oczekiwane wyniki. Jak ktoś zna temat, to może wymienić sporo anomalii. Nie jest jednak w ramach tej notki, opisywać każdą z osobna. Dla tych co znaja angielski, dość ciekawy opis znaleźć można tutaj:
Co do doświadczenia Sagnaca, trzeba dodać że w przeciwieństwie do alternatywnego interferometru, jest z powodzeniem stosowany w technice. Budowane są żyroskopy laserowe o fenomenalnej dokładności. Stosowane są w samolotach, sondach kosmicznych, a pewnie niedługo wejdą pod strzechy. Jest to znaczny plus, dla tego właśnie zjawiska.
Część opisująca ogólnie doświadczenia robione poza laboratorium.
Eksperyment Ole Roemera
Zacytuję może nie mój opis pomiaru prędkości światła, ale żeby nie było że zmyślam.
Rozstrzygnięcie przyniosło w 1676 roku ważne odkrycie dokonane przez Duńczyka Ole Rømera. Opierał się on na swych obserwacjach zaćmień księżyców Jowisza. Planeta ta posiada wiele księżyców - cztery największe, Io, Europę, Ganimedesa i Callisto odkrył, jak na ironię losu, Galileusz. Rømer zauważył, że obserwowane z Ziemi odstępy czasu miedzy dwoma kolejnymi zaćmieniami maleją, gdy Ziemia w swym ruchu po orbicie zbliża się do Jowisza, rosną natomiast, gdy Ziemia się oddala. Na podstawie wielomiesięcznych obserwacji Romer oszacował w ten sposób sumaryczne opóźnienie na około 22 min(1320s).
Wnioski były proste - jeżeli założymy że zaćmienia zdarzają się z tą samą częstotliwością, natomiast na Ziemi obserwowane są jakby czas między nimi wydłużał się i skracał, to mamy niewątpliwy dowód na to, że światło biegnie ze skończona prędkością, jako że potrzebuje czasu aby pokonać pewną odległość (różnice w odległości Ziemi i Jowisza). Znając czas opóźnienia i średnicę orbity Ziemi w jej ruchu wokół Słońca, możemy policzyć prędkość światła, korzystając ze wzoru:
c=(d1-d2)/(deltaT)
Gdzie delta t - sumaryczne opóźnienie, d1 -dystans maksymalny( miedzi Ziemią a Jowiszem), d2 - dystans minimalny. Rømer korzystając z tego wzoru obliczył prędkość światła równą 214 300 km/s.
Dzisiaj wiadomo, że czas opóźnienia wynosi ok. 1000 s, a średnia odległość Ziemi od Słońca ok. 150 milionów kilometrów. Wykorzystując te dane dochodzimy do wniosku, że prędkość światła wynosi około: 3 *108 m/s.
No i co w tym nadzwyczajnego? Pomiar niedokładny, stary i nie jary. Pewnie tak, tylko jest jedno małe ale, o czym się nie pisze. Mierzenie tą metodą prędkości światła daje wyniki zależne od położenia ziemi na orbicie około słonecznej. Zależą od tego, czy Ziemia oddal się od Jowisza, czy się zbliża. Dość ciekawy opis zjawiska prezentuje Pan dr.B. Kępka.
Jak widać z powyższych trzech przykładów, sprawa nie jest prosta i oczywista. Uważam że największe odkrycia dopiero przed nami.
Pozdrawiam
Inne tematy w dziale Technologie
