Автор Тема: Опыт ММ и модифицированные преобразования координат  (Прочитано 4702 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Иван Горин

  • Модератор
  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 4517
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +2176/-934
  • Пол: Мужской
Эта тема учебная для альтов и ортов и некоторых классиков.

В комментариях эта тема не нуждается и поэтому всегда на замке.
Допущенные мной математические ошибки могут указать мне в личке Er и Ost.


Большой Форум


Оффлайн Иван Горин

  • Модератор
  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 4517
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +2176/-934
  • Пол: Мужской
Опыт ММ и теория с классической точки зрения.
Опыт проводился на Земле в подвальном помещении. Сам прибор был помещен в металлический кожух.
Среди физиков того времени было убеждение, что существует всепроникающий эфир.
И Майкельсон хотел это доказать.

Рассмотрим ход лучей в его приборе с учетом всепроникающего эфира относительно Солнца.
Скорость v у него это линейная скорость Земли на орбите вокруг Солнца.

Для начала рассмотрим классический вывод без всеприникающего эфира.
Ход луча света в его интерферометре туда и обратно по горизонтали.
Прибор ориентирован по горизонтали с вектором скорости Земли.

\(\displaystyle t_{гор}=\frac{2L_0c}{c^2-v^2}\)

Доказательство.
Имеем по горизонтали два зеркала А и В на расстоянии L0 друг от друга.
Луч света движется относительно зеркала B со скоростью c-v  и достигает его через \(\displaystyle t_{1гор}=\frac{L_0}{c-v}\)

 Луч света отражается от зеркала В и движется  обратно относительно зеркала А со скоростью c+v  и достигает его через \(\displaystyle t_{2гор}=\frac{L_0}{c+v}\)

Для того чтобы понять как движется луч света по вертикали необходим чертёж.
Этот момент не понимают даже некоторые классики и пытаются применять лазерный интерферомметр.

 Продолжение следует.




« Последнее редактирование: 12 Май 2021, 13:45:02 от Иван Горин »

Оффлайн Иван Горин

  • Модератор
  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 4517
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +2176/-934
  • Пол: Мужской
Движение луча света по вертикали.



Из точки О испускается волновой фронт от лампочки с достаточным углом рассеивания.
Лазерный луч с малым углом рассеивания не подойдёт. Он не попадёт в движущееся зеркало.

Из чертежа получим время движения луча туда и обратно.

\(\displaystyle t_{вер}=\frac{2L}{\sqrt{с^2-v ^2}}\)

Время движения луча по горизонтали туда и обратно.
\(\displaystyle t_{гор}=\frac{2сL}{с^2-v ^2}\)

Эту разность времени и ожидал получить Майкельсон.
Что привело бы к появлению интерфереционных полос и их сдвигу при повороте прибора.
Но он не получил интерференцию.

...
« Последнее редактирование: 15 Май 2021, 12:50:43 от Иван Горин »

Оффлайн Иван Горин

  • Модератор
  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 4517
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +2176/-934
  • Пол: Мужской
Тема открыта, пока злостный неуч и хам Меандр забанен на один месяц.

Оффлайн severe

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 5608
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +64/-5
Тема открыта, пока злостный неуч и хам Меандр забанен на один месяц.
Да после таких оскорблений, которые он в Ваш адрес себе позволил, всего на один месяц? Его надо бы на пожизненное. Ценю Вашу доброту!

Оффлайн Иван Горин

  • Модератор
  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 4517
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +2176/-934
  • Пол: Мужской
\(\displaystyle t_{вер}=\frac{2L}{\sqrt{с^2-v ^2}}\)

Время движения луча по горизонтали туда и обратно.
\(\displaystyle t_{гор}=\frac{2сL}{с^2-v ^2}\)


Итак, Майкельсон не получил сдвиг полос при поворотах прибора.
Вывод оставался один. Эфирный ветер не проникает скоззь атмосферу Земли.
Но ученные того времени не хотели отказываться от всепроникающего эфира.
И Лоренц и Фиджерналь предложили гипотезу, что при движении тел в эфире они сокращаются по длине в направлении движения.
Согласно формуле \(\displaystyle L=L_0 \sqrt{1-\beta ^2}\)

Прибор находился на Земле вместе с экспирементаторами.
То есть была только одна движущуюся система отсчета. Неподвижного наблюдателя не было.
Горизонтальное плечо интерферометра сокращалось реально в движущейся системе. Время измерялось средствами этой же системы. К качастве часов служил сам прибор.
То есть никаких замедлений времени не было. И не было кажущегося сокращения длины горизонтального плеча. Было реальное сокращение.

Учитывая формулу сокращения получим

\(\displaystyle t_{вер}=\frac{2L}{\sqrt{с^2-v ^2}}\)


\(\displaystyle t_{гор}=\frac{2сL\sqrt{1-\beta ^2}}{с^2-v ^2}=\frac{2L}{\sqrt{с^2-v ^2}}\)

Разность времени хода равна нулю. Интерференционной картины не может быть. И сдвига полос не может быть.

...

Оффлайн Иван Горин

  • Модератор
  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 4517
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +2176/-934
  • Пол: Мужской
В зеркале А и находится источник.
Волновой фронт был излучен из точки О, которая совпадала с зеркалом А. За время, пока волновой фронт достиг вертикальное зеркало В, оба зеркала сместились на расстояние vt1.
Но центр вспышки или центр излучения не сместился.
« Последнее редактирование: 15 Май 2021, 12:54:12 от Иван Горин »

Оффлайн Иван Горин

  • Модератор
  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 4517
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +2176/-934
  • Пол: Мужской
Учитывая формулу сокращения получим

\(\displaystyle t_{вер}=\frac{2L}{\sqrt{с^2-v ^2}}\)


\(\displaystyle t_{гор}=\frac{2сL\sqrt{1-\beta ^2}}{с^2-v ^2}=\frac{2L}{\sqrt{с^2-v ^2}}\)

Разность времени хода равна нулю. Интерференционной картины не может быть. И сдвига полос не может быть.

...

Итак, следуя гипотезе Фиджернальда-Лоренца был обоснован отрицательный опыт ММ.
И гипотезы о сокращении времени не требуется.

Запишем преобразования Фиджернальда-Лоренца
\(\displaystyle x'=\frac{x-vt}{\sqrt{1-\beta ^2}}\) (1)
\(\displaystyle t'=t\)
\(\displaystyle y'=y\)
\(\displaystyle z'=z=0\)
\(\displaystyle x=ct\) (2)

\(\displaystyle x'=\frac{ct'(1-\beta)}{\sqrt{1-\beta ^2}}\)
\(\displaystyle y=y'=t\sqrt{c^2-v^2}=t'\sqrt{c^2-v^2}\)

Наша главная формула из пространственных преобразований Фиджернальда-Лоренца это формулы (1) и (2)
\(\displaystyle x'=\frac{x-vt}{\sqrt{1-\beta ^2}}\) (1)
\(\displaystyle x=ct\) (2)

Покажем графический вывод формулы (1)



Из чертежа
\(\displaystyle x=vt+x'\sqrt{1-\beta ^2}\)
Откуда получаем нашу формулу (1)

Для момента времени t1, когда луч света догнал зеркало В, из чертежа получим
\(\displaystyle x_1=vt_1+L'\)
По гипотезе Фиджернальда-Лоренца
\(\displaystyle L'=L_0\sqrt{1-\beta ^2}\)
\(\displaystyle x_1=vt_1+L_0\sqrt{1-\beta ^2}\)

Подставим (2) в (1)

\(\displaystyle x'=\frac{ct-vt}{\sqrt{1-\beta ^2}}\) (1)
\(\displaystyle x'=\frac{ct(1-\beta)}{\sqrt{1-\beta ^2}}\) (3)

Из формулы (3) можно получить различные преобразования координат путем замены переменной.

1. Получим ПТ путём такой замены переменной в уравнении (3)
Уравнение (3) можно представить в следующем виде, домножив числитель и знаменатель в правой части на множитель \(\displaystyle \sqrt{1-\beta ^2}\)
\(\displaystyle x'=\frac{ct\sqrt{1-\beta ^2}}{1+\beta}\) (3)

И делаем замену переменной времени
\(\displaystyle \tau '=t\sqrt{1-\beta ^2}\)

Получаем наше уравнение (3) с учётом такой замены
\(\displaystyle x'=\frac{c\tau '}{1+\beta}\) (4)



« Последнее редактирование: 19 Май 2021, 13:08:41 от Иван Горин »

Оффлайн Иван Горин

  • Модератор
  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 4517
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +2176/-934
  • Пол: Мужской
Время хода луча света в интерферометре по ПТ.

Из гипотезы Фиджернальда-Лоренца мы получили времена хода луча света туда и обратно одинаковым для горизонтального и вертикального плечей.
\(\displaystyle t=\frac{2L_0}{С\sqrt{1-\beta ^2}}\) (1)

Учтём замену переменной в ПТ
\(\displaystyle \tau '=t\sqrt{1-\beta ^2}\) (2)
Из (2) найдём t и подставим в (1)

\(\displaystyle \tau '=\frac{2L_0}{c}\)
Из формулы следует, что скорость света по вертикали в ПТ равна с.

По горизонтали
\(\displaystyle c'\rightarrow =\frac{c}{1+\beta }\)
\(\displaystyle c'\leftarrow =\frac{c}{1-\beta }\)




Оффлайн Иван Горин

  • Модератор
  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 4517
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +2176/-934
  • Пол: Мужской
Продолжаем.
Новые преобразования
Преобразования координаты Фиджернальда-Лоренца
\(\displaystyle x'=\frac{x-vt}{\sqrt{1-\beta ^2}}\)
\(\displaystyle x=ct\)
\(\displaystyle x'=\frac{ct(1-\beta)}{\sqrt{1-\beta ^2}}\)

Делаем замену переменной времени
\(\displaystyle \tau '=\frac{t}{\sqrt{1-\beta ^2}}\)
\(\displaystyle x'=(c-v)\tau '\)

Скорость света в интерферометре по горизонтали
\(\displaystyle c'\rightarrow =c-v\)
\(\displaystyle c'\leftarrow =c+v\)

По вертикали
\(\displaystyle c'\perp =c(1-\beta ^2)\)

Время движения луча света по вертикали и горизонтали туда и обратно
\(\displaystyle \tau '=\frac{2L_0}{c(1-\beta ^2)}\)

Ещё раз видно, что и при такой замене переменной времени сдвига полос в интерферометре быть не может.

И у нас остаётся ещё два варианта замены переменной времени.
...








Оффлайн Иван Горин

  • Модератор
  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 4517
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +2176/-934
  • Пол: Мужской
Пропустим некоторые преобразования и приступим к преобразованиям Эйнштейна.

Как всегда используем в качестве основы преобразования Лоренца-Фицджеральда

\(\displaystyle x'=\gamma (x-vt)\) (1)
\(\displaystyle t'=t\) (2)
\(\displaystyle y'=y\)
Движение луча света по горизонтали
\(\displaystyle x=ct\) (3)

в правой части уравнения (1) вынесем за скобку скорость света c
\(\displaystyle x'=c\gamma (x/c-vt/c)\) (4)

Учитывая (3), в (4) вместо x подставим ct, и вместо t подставим x/c

\(\displaystyle x'=c\gamma (t-vx/c^2)\) (5)

В уравнении (5) делаем замену переменной

\(\displaystyle \tau '=\gamma (t-vx/c^2)\) (6)

Наша новая переменная \(\displaystyle \tau '\) имеет размерность времени, но физического смысла она не имеет.
Это просто замена переменной, какие делают для упрощения взятия интегралов. И после взятия интегралов необходимо возвращаться к исходной переменной.

Но нашему гению Эйнштейну виднее. И он принимает \(\displaystyle \tau '\) равной t'
\(\displaystyle t'=\gamma (t-vx/c^2)\) (7)
Сравним с (2)
Не сходится.
Более того
Из уравнения (4)
\(\displaystyle x=ct\)
получим
\(\displaystyle x'=c\gamma (x/c-vt/c)=c\gamma (t-vt/c)=c\gamma t(1-v/c)\)
То есть нет никакого ОО.
\(\displaystyle t'=\gamma t(1-v/c)\) релятивистский эффект Доплера.

И тем не менее не будем отклоняться от преобразований Эйнштейна.
Релятивистская математика отличатся от классической.
Это доказано столетними опытами и не подлежит критике. За критику СТО есть закон. И наказание строгое.

Поэтому не будем отклоняться от СТО и приведем конечные результаты нашей с Эйнштейной манипуляции с заменой переменной времени.

А эти уравнения (1) и (7)

\(\displaystyle x'=\gamma (x-vt)\) (1)

\(\displaystyle t'=\gamma (t-vx/c^2)\) (7)

...




« Последнее редактирование: 07 Июль 2021, 18:40:03 от Иван Горин »

Оффлайн Иван Горин

  • Модератор
  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 4517
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +2176/-934
  • Пол: Мужской

Оффлайн Иван Горин

  • Модератор
  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 4517
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +2176/-934
  • Пол: Мужской

Оффлайн Иван Горин

  • Модератор
  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 4517
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +2176/-934
  • Пол: Мужской

Оффлайн Иван Горин

  • Модератор
  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 4517
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +2176/-934
  • Пол: Мужской
Пока открываю тему. Флуд буду переносить в другую тему.
Резерв оставил еще для четырех вариантов замены переменной времени.

Оффлайн Иван Горин

  • Модератор
  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 4517
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +2176/-934
  • Пол: Мужской
Пропустим некоторые преобразования и приступим к преобразованиям Эйнштейна.

Как всегда используем в качестве основы преобразования Лоренца-Фицджеральда

\(\displaystyle x'=\gamma (x-vt)\) (1)
\(\displaystyle t'=t\) (2)
\(\displaystyle y'=y\)
Движение луча света по горизонтали
\(\displaystyle x=ct\) (3)

в правой части уравнения (1) вынесем за скобку скорость света c
\(\displaystyle x'=c\gamma (x/c-vt/c)\) (4)

Учитывая (3), в (4) вместо x подставим ct, и вместо t подставим x/c

\(\displaystyle x'=c\gamma (t-vx/c^2)\) (5)

В уравнении (5) делаем замену переменной

\(\displaystyle \tau '=\gamma (t-vx/c^2)\) (6)

Наша новая переменная \(\displaystyle \tau '\) имеет размерность времени, но физического смысла она не имеет.
Это просто замена переменной, какие делают для упрощения взятия интегралов. И после взятия интегралов необходимо возвращаться к исходной переменной.

Но нашему гению Эйнштейну виднее. И он принимает \(\displaystyle \tau '\) равной t'
\(\displaystyle t'=\gamma (t-vx/c^2)\) (7)
Сравним с (2)
Не сходится.
Более того
Из уравнения (4)
\(\displaystyle x=ct\)
получим
\(\displaystyle x'=c\gamma (x/c-vt/c)=c\gamma (t-vt/c)=c\gamma t(1-v/c)\)
То есть нет никакого ОО.
\(\displaystyle t'=\gamma t(1-v/c)\) релятивистский эффект Доплера.

И тем не менее не будем отклоняться от преобразований Эйнштейна.
Релятивистская математика отличатся от классической.
Это доказано столетними опытами и не подлежит критике. За критику СТО есть закон. И наказание строгое.

Поэтому не будем отклоняться от СТО и приведем конечные результаты нашей с Эйнштейной манипуляции с заменой переменной времени.

А эти уравнения (1) и (7)

\(\displaystyle x'=\gamma (x-vt)\) (1)

\(\displaystyle t'=\gamma (t-vx/c^2)\) (7)

...
... Движение материальных тел по Эйнштейну

Оффлайн Чеклов Олег

  • Прирождённый оратор
  • ***
  • Сообщений: 167
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +5/-0
Здравствуйте, Иван.
.
Проблема эксперимента ММ заключается в том что он работает с лучами, а не со вспышками света.

Оффлайн sergey_B_K

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 5080
  • Страна: ua
  • Рейтинг: +34/-34
  • Пол: Мужской
    • блог «Classical Science»
Движение луча света по вертикали.



Из точки О испускается волновой фронт от лампочки с достаточным углом рассеивания.
Лазерный луч с малым углом рассеивания не подойдёт. Он не попадёт в движущееся зеркало.
Почему не подойдёт? Он просто вместе с источником должен быть наклонён по ходу движения.
А вот если прибор будет наклонён под углом, как будут выглядеть формулы?  :)
Фальшивое никогда не бывает прочным. Пьер Буаст

Оффлайн Иван Горин

  • Модератор
  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 4517
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +2176/-934
  • Пол: Мужской
Почему не подойдёт? Он просто вместе с источником должен быть наклонён по ходу движения.
Для определенного угла поворота прибора относительно линии движения прибора, можно подобрать угол поворота лазера, чтобы его луч попал в вертикальное зеркало под прямым углом.
Но тогда луч лазера не попадет в центр горизонтального зеркала и уж никак не под прямым углом.
А формулы времен хода луча в зависимости от угла поворота прибора у меня есть в черновиках. Могу выложить скан черновика, если вам интересно.
Но это простейшая школьная геометрия.

Оффлайн Иван Горин

  • Модератор
  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 4517
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +2176/-934
  • Пол: Мужской
Здравствуйте, Иван.
.
Проблема эксперимента ММ заключается в том что он работает с лучами, а не со вспышками света.
Где вы увидели, что для вывода времен хода луча в ММ, я использую вспышки света. Здесь я использую лучи света от лампочки.
При выводе преобразований координат я действительно использую вспышки света.

Большой Форум

Loading...