Опыт Харриса - Саньяка. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

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, что такое "усталость света"?
Усталость света, анг. tired light - это явление потери энергии квантом электромагнитного излучения при прохождении космических расстояний, то же самое, что эффект красного смещения спектра далеких галактик, обнаруженный Эдвином Хабблом в 1926 г.
На самом деле кванты света, проходя миллиарды световых лет, отдают свою энергию эфиру, "пустому пространству", так как он является реальной физической средой - носителем электромагнитных колебаний с ненулевой вязкостью или трением, и, следовательно, колебания в этой среде должны затухать с расходом энергии на трение. Трение это чрезвычайно мало, а потому эффект "старения света" или "красное смещение Хаббла" обнаруживается лишь на межгалактических расстояниях.
Таким образом, свет далеких звезд не суммируется со светом ближних. Далекие звезды становятся красными, а совсем далекие уходят в радиодиапазон и перестают быть видимыми вообще. Это реально наблюдаемое явление астрономии глубокого космоса. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

Опыт Харриса - Саньяка

Литература по эффекту Харриса - Саньяка