Eter luminifer - Luminiferous aether

Eterul luminifer: s-a emis ipoteza că Pământul se mișcă printr-un „mediu” de eter care transportă lumina

Eterul sau eterul luminifer („luminifer”, adică „purtător de lumină”) a fost mediul postulat pentru propagarea luminii . A fost invocat pentru a explica capacitatea luminii aparent bazate pe unde de a se propaga prin spațiul gol (un vid ), lucru pe care undele nu ar trebui să îl poată face. Presupunerea unui plen spațial de eter luminifer, mai degrabă decât un vid spațial, a furnizat mediul teoretic care era cerut de teoriile de undă ale luminii.

Ipoteza eterului a fost subiectul unei dezbateri considerabile de-a lungul istoriei sale, deoarece a necesitat existența unui material invizibil și infinit, fără interacțiune cu obiecte fizice. Pe măsură ce natura luminii a fost explorată, în special în secolul al XIX-lea, calitățile fizice cerute unui eter au devenit din ce în ce mai contradictorii. La sfârșitul anilor 1800, existența eterului era pusă la îndoială, deși nu exista o teorie fizică care să o înlocuiască.

Rezultatul negativ al experimentului Michelson – Morley (1887) a sugerat că eterul nu exista, constatare care a fost confirmată în experimentele ulterioare prin anii 1920. Acest lucru a condus la o muncă teoretică considerabilă pentru a explica propagarea luminii fără un eter. O descoperire majoră a fost teoria relativității , care ar putea explica de ce experimentul nu a reușit să vadă eterul, dar a fost interpretat mai larg pentru a sugera că nu era necesar. Experimentul Michelson-Morley, împreună cu radiatorul corpului negru și efectul fotoelectric , a fost un experiment cheie în dezvoltarea fizicii moderne , care include atât teoria relativității, cât și teoria cuantică , cea din urmă explicând natura particulelor a luminii.

Istoria luminii și a eterului

Vezi și: Cronologia eterului luminifer

Particule vs. unde

Articol principal: Dualitatea undă-particulă

În secolul al XVII-lea, Robert Boyle a fost un susținător al unei ipoteze eterice. Potrivit lui Boyle, eterul constă din particule subtile, dintre care un fel explică absența vidului și interacțiunile mecanice dintre corpuri, iar celălalt fel explică fenomene precum magnetismul (și posibil gravitația) care, altfel, sunt inexplicabile pe baza interacțiunilor pur mecanice ale corpurilor macroscopice, „deși în eterul vechilor nu s-a luat în seamă decât o substanță difuză și foarte subtilă; aburi care se mișcă într-un curs determinat între polul nord și sud ".

Tratatul despre lumină al lui Christiaan Huygens (1690) a emis ipoteza că lumina este o undă care se propagă printr-un eter. El și Isaac Newton puteau imagina doar undele luminoase ca fiind longitudinale , propagându-se ca sunetul și alte unde mecanice în fluide . Cu toate acestea, undele longitudinale au în mod necesar o singură formă pentru o direcție de propagare dată, mai degrabă decât două polarizări, cum ar fi o undă transversală . Astfel, undele longitudinale nu pot explica birefringența , în care două polarizări ale luminii sunt refractate diferit de un cristal. În plus, Newton a respins lumina ca unde într-un mediu, deoarece un astfel de mediu ar trebui să se extindă peste tot în spațiu și, prin urmare, ar „deranja și întârzia Mișcările acelor mari Corpuri” (planetele și cometele) și astfel „așa cum [lumina este medium] nu are nici un folos și împiedică funcționarea naturii și o face să dispară, deci nu există dovezi pentru existența ei și, prin urmare, ar trebui să fie respinsă ".

Isaac Newton a susținut că lumina este alcătuită din numeroase particule mici. Acest lucru poate explica caracteristici precum capacitatea luminii de a călători în linii drepte și de a reflecta suprafețele. Newton și-a imaginat particulele de lumină ca „corpusculi” non-sferici, cu „părți” diferite care dau naștere la birirefringență. Dar teoria particulelor luminii nu poate explica în mod satisfăcător refracția și difracția . Pentru a explica refracția, Cartea a treia de optici a lui Newton (ediția I 1704, ediția a IV-a 1730) a postulat un „mediu eteric” care transmite vibrații mai repede decât lumina, prin care lumina, atunci când este depășită, este pusă în „Se potrivește cu o reflexie ușoară și o transmisie ușoară ", care a cauzat refracție și difracție. Newton credea că aceste vibrații erau legate de radiația de căldură:

Nu este căldura camerei calde transmise prin vid prin vibrațiile unui mediu mult mai subtil decât aerul, care după extragerea aerului a rămas în vid? Și nu este același mediu cu acel mediu prin care lumina este refractată și reflectată și prin vibrațiile cărora lumina comunică căldura corpurilor și este pusă în potriviri de reflexie ușoară și transmisie ușoară?

Spre deosebire de înțelegerea modernă că radiația de căldură și lumina sunt ambele radiații electromagnetice , Newton a privit căldura și lumina ca două fenomene diferite. El credea că vibrațiile de căldură sunt excitate „când o rază de lumină cade pe suprafața oricărui corp pelucid”. El a scris: „Nu știu ce este acest Eter”, dar că dacă este format din particule, atunci trebuie să fie

extrem de mici decât cele ale aerului sau chiar decât cele ale luminii: micimea excesivă a particulelor sale poate contribui la măreția forței prin care acele particule se pot retrage una de la alta și, prin urmare, pot face ca acel mediu să fie extrem de rar și elastic decât aerul și, prin urmare, extrem de puțin capabil să reziste mișcărilor proiectilelor și extrem de mult mai capabil să preseze asupra corpurilor grosolane, încercând să se extindă.

Bradley sugerează particule

În 1720, James Bradley a efectuat o serie de experimente încercând să măsoare paralaxa stelară prin măsurarea stelelor în diferite perioade ale anului. Pe măsură ce Pământul se mișcă în jurul soarelui, unghiul aparent față de un anumit punct îndepărtat se schimbă. Măsurând acele unghiuri, distanța față de stea poate fi calculată pe baza circumferinței orbitale cunoscute a Pământului în jurul soarelui. El nu a reușit să detecteze nicio paralaxă, plasând astfel o limită inferioară distanței față de stele.

În timpul acestor experimente, Bradley a descoperit și un efect înrudit; pozițiile aparente ale stelelor s-au schimbat de-a lungul anului, dar nu așa cum era de așteptat. În loc să fie maximizat unghiul aparent atunci când Pământul se afla la ambele capete ale orbitei sale față de stea, unghiul a fost maximizat atunci când Pământul a fost la cea mai mare viteză laterală față de stea. Acest efect este acum cunoscut sub numele de aberație stelară .

Bradley a explicat acest efect în contextul teoriei corpusculare a luminii a lui Newton, arătând că unghiul de aberație a fost dat de simpla adăugare vectorială a vitezei orbitale a Pământului și a vitezei corpurilor de lumină, la fel cum picăturile de ploaie care cad vertical lovesc un obiect în mișcare la un unghi. Cunoscând viteza Pământului și unghiul de aberație, acest lucru i-a permis să estimeze viteza luminii.

Explicarea aberației stelare în contextul unei teorii a luminii bazată pe eter a fost considerată mai problematică. Deoarece aberația se baza pe viteze relative, iar viteza măsurată depindea de mișcarea Pământului, eterul trebuia să rămână staționar față de stea pe măsură ce Pământul se deplasa prin ea. Aceasta însemna că Pământul putea călători prin eter, un mediu fizic, fără niciun efect aparent - tocmai problema care l-a determinat pe Newton să respingă în primul rând un model de undă.

Teoria valurilor triumfă

Un secol mai târziu, Thomas Young și Augustin-Jean Fresnel au reînviat teoria undelor luminii atunci când au subliniat că lumina ar putea fi mai degrabă o undă transversală decât o undă longitudinală; polarizarea unei unde transversale (la fel ca „laturile” luminii lui Newton) ar putea explica birrefringența și, în urma unei serii de experimente privind difracția, modelul de particule al lui Newton a fost în cele din urmă abandonat. Fizicienii au presupus, în plus, că, la fel ca undele mecanice, undele luminoase necesită un mediu de propagare și, astfel, au necesitat ideea lui Huygens despre un „gaz” eteric care pătrunde în tot spațiul.

Cu toate acestea, o undă transversală pare să necesite ca mediul de propagare să se comporte ca un solid, spre deosebire de un fluid. Ideea unui solid care nu interacționează cu altă materie părea puțin ciudată, iar Augustin-Louis Cauchy a sugerat că poate exista un fel de „târâre” sau „antrenare”, dar acest lucru a făcut ca măsurătorile de aberație să fie dificil de înțeles. El a sugerat, de asemenea, că absența undelor longitudinale sugerează că eterul are compresibilitate negativă. George Green a subliniat că un astfel de fluid ar fi instabil. George Gabriel Stokes a devenit un campion al interpretării antrenamentului, dezvoltând un model în care eterul ar putea fi (prin analogie cu pasul pinului) rigid la frecvențe foarte mari și fluid la viteze mai mici. Astfel, Pământul s-ar putea mișca prin el destul de liber, dar ar fi suficient de rigid pentru a susține lumina.

Electromagnetismul

În 1856, Wilhelm Eduard Weber și Rudolf Kohlrausch au măsurat valoarea numerică a raportului dintre unitatea de sarcină electrostatică și unitatea de sarcină electromagnetică. Au descoperit că raportul este egal cu produsul vitezei luminii și rădăcina pătrată a două. Anul următor, Gustav Kirchhoff a scris o lucrare în care a arătat că viteza unui semnal de-a lungul unui fir electric era egală cu viteza luminii. Acestea sunt primele legături istorice înregistrate între viteza luminii și fenomenele electromagnetice.

James Clerk Maxwell a început să lucreze la linia de forță a lui Michael Faraday . În lucrarea sa din 1861 Despre liniile fizice ale forței, el a modelat aceste linii magnetice de forță folosind o mare de vortexuri moleculare pe care le considera a fi parțial făcute din eter și parțial din materie obișnuită. El a derivat expresii pentru constanta dielectrică și permeabilitatea magnetică în ceea ce privește elasticitatea transversală și densitatea acestui mediu elastic. Apoi a comparat raportul dintre constanta dielectrică și permeabilitatea magnetică cu o versiune adaptată corespunzător a rezultatului Weber și Kohlrausch din 1856 și a înlocuit acest rezultat în ecuația lui Newton cu viteza sunetului. La obținerea unei valori apropiate de viteza luminii, măsurată de Hippolyte Fizeau , Maxwell a concluzionat că lumina constă în ondulații ale aceluiași mediu care este cauza fenomenelor electrice și magnetice.

Cu toate acestea, Maxwell a exprimat unele incertitudini legate de natura precisă a vârtejurilor sale moleculare și a început să se angajeze într-o abordare pur dinamică a problemei. El a scris o altă lucrare în 1864, intitulată „ O teorie dinamică a câmpului electromagnetic ”, în care detaliile mediului luminifer erau mai puțin explicite. Deși Maxwell nu a menționat în mod explicit marea vârtejurilor moleculare, derivarea sa a legii circuitale a lui Ampère a fost preluată din ziarul din 1861 și a folosit o abordare dinamică care implică mișcarea de rotație în câmpul electromagnetic pe care a comparat-o cu acțiunea volanelor. Folosind această abordare pentru a justifica ecuația forței electromotoare (precursorul ecuației forței Lorentz ), el a derivat o ecuație de undă dintr-un set de opt ecuații care au apărut în hârtie și care includea ecuația forței electromotoare și legea circuitului lui Ampère . Maxwell a folosit încă o dată rezultatele experimentale ale lui Weber și Kohlrausch pentru a arăta că această ecuație de undă a reprezentat o undă electromagnetică care se propagă cu viteza luminii, susținând astfel opinia că lumina este o formă de radiație electromagnetică.

Necesitatea aparentă a unui mediu de propagare pentru astfel de unde hertziene poate fi văzută prin faptul că acestea constau din unde electrice ortogonale (E) și magnetice (B sau H). Undele E constau din câmpuri electrice dipolare ondulate și toți acești dipoli par să necesite sarcini electrice separate și opuse. Încărcarea electrică este o proprietate indisolubilă a materiei , așa că a apărut că o anumită formă de materie era necesară pentru a furniza curentul alternativ care ar trebui să existe în orice punct de-a lungul căii de propagare a undei. Propagarea undelor într-un adevărat vid ar implica existența câmpurilor electrice fără sarcină electrică asociată sau a sarcinii electrice fără materie asociată. Deși compatibil cu ecuațiile lui Maxwell, inducția electromagnetică a câmpurilor electrice nu a putut fi demonstrată în vid, deoarece toate metodele de detectare a câmpurilor electrice au necesitat materie încărcată electric.

În plus, ecuațiile lui Maxwell cereau ca toate undele electromagnetice în vid să se propage la o viteză fixă, c . Deoarece acest lucru poate apărea doar într-un singur cadru de referință în fizica newtoniană (a se vedea relativitatea galileană ), eterul a fost emis ca ipoteză ca cadrul de referință absolut și unic în care se țin ecuațiile lui Maxwell. Adică, eterul trebuie să fie „încă” universal, altfel c ar varia împreună cu orice variații care ar putea apărea în mediul său de susținere. Maxwell însuși a propus mai multe modele mecanice de eter bazate pe roți și roți dințate, iar George Francis FitzGerald a construit chiar și un model de lucru al uneia dintre ele. Aceste modele trebuiau să fie de acord cu faptul că undele electromagnetice sunt transversale, dar niciodată longitudinale .

Probleme

În acest moment, calitățile mecanice ale eterului deveniseră din ce în ce mai magice: trebuia să fie un fluid pentru a umple spațiul, dar unul de milioane de ori mai rigid decât oțelul pentru a susține frecvențele înalte ale undelor de lumină. De asemenea, trebuia să fie fără masă și fără vâscozitate , altfel ar afecta vizibil orbitele planetelor. În plus, se părea că trebuia să fie complet transparent, non-dispersiv, incompresibil și continuu la o scară foarte mică. Maxwell a scris în Encyclopædia Britannica :

Aethers a fost inventat pentru ca planetele să poată înota, să constituie atmosfere electrice și efluvi magnetici, pentru a transmite senzații dintr-o parte a corpului nostru în alta și așa mai departe, până când tot spațiul a fost umplut de trei sau patru ori cu etere. ... Singurul eter care a supraviețuit este cel care a fost inventat de Huygens pentru a explica propagarea luminii.

Oamenii de știință contemporani erau conștienți de probleme, dar teoria eterului era atât de înrădăcinată în legea fizică de acest punct încât pur și simplu s-a presupus că există. În 1908, Oliver Lodge a ținut un discurs în numele Lordului Rayleigh către Royal Institution pe această temă, în care a subliniat proprietățile sale fizice și apoi a încercat să ofere motive pentru care acestea nu erau imposibile. Cu toate acestea, el a fost, de asemenea, conștient de critici și l-a citat pe Lord Salisbury spunând că „eterul este puțin mai mult decât un caz nominativ al verbului a ondula ”. Alții au criticat-o ca pe o „invenție engleză”, deși Rayleigh a declarat în glumă că este de fapt o invenție a Royal Institution.

La începutul secolului al XX-lea, teoria eterului avea probleme. O serie de experimente din ce în ce mai complexe au fost efectuate la sfârșitul secolului al XIX-lea pentru a încerca să detecteze mișcarea Pământului prin eter și nu au reușit să facă acest lucru. O gamă de teorii propuse asupra trasării eterului ar putea explica rezultatul nul, dar acestea au fost mai complexe și au avut tendința de a utiliza coeficienți de aspect arbitrar și ipoteze fizice. Lorentz și FitzGerald au oferit în cadrul teoriei eterului Lorentz o soluție mai elegantă a modului în care mișcarea unui eter absolut ar putea fi nedetectabilă (contracția lungimii), dar dacă ecuațiile lor ar fi corecte, noua teorie specială a relativității (1905) ar putea genera aceeași matematică fără a se referi deloc la un eter. Eter a căzut la aparatul de ras al lui Occam .

Mișcare relativă între Pământ și eter

Aether drag

Articolul principal: ipoteza dragostei eterice

Cele două modele cele mai importante, care au avut ca scop descrierea mișcării relative a Pământului și a eterului, au fost modelul lui Augustin-Jean Fresnel (1818) al eterului (aproape) staționar, incluzând o tragere parțială a eterului determinată de coeficientul de tragere al lui Fresnel și Modelul lui George Gabriel Stokes (1844) de tragere eterică completă. Această din urmă teorie nu a fost considerată corectă, deoarece nu era compatibilă cu aberația luminii , iar ipotezele auxiliare dezvoltate pentru a explica această problemă nu erau convingătoare. De asemenea, experimentele ulterioare, precum efectul Sagnac (1913), au arătat, de asemenea, că acest model este de nesuportat. Cu toate acestea, cel mai important experiment care susține teoria lui Fresnel a fost confirmarea experimentală a lui Fizeau în 1851 a predicției lui Fresnel din 1818 că un mediu cu indice de refracție n care se mișcă cu o viteză v ar crește viteza luminii care călătorește prin mediu în aceeași direcție ca v de la c / n la:

Adică, mișcarea adaugă doar o fracțiune din viteza mediului la lumină (prezisă de Fresnel pentru a face legea lui Snell să funcționeze în toate cadrele de referință, în concordanță cu aberația stelară). Acest lucru a fost interpretat inițial în sensul că mediul trage eterul de-a lungul, cu o porțiune din viteza mediului, dar această înțelegere a devenit foarte problematică după ce Wilhelm Veltmann a demonstrat că indicele n din formula lui Fresnel depindea de lungimea de undă a luminii, astfel încât eterul nu se putea deplasa cu o viteză independentă de lungimea de undă. Aceasta implica faptul că trebuie să existe un eter separat pentru fiecare dintre infinit de multe frecvențe.

Experimente negative de eter-drift

Dificultatea cheie a ipotezei eterice a lui Fresnel a apărut din juxtapunerea celor două teorii bine stabilite ale dinamicii newtoniene și ale electromagnetismului lui Maxwell. În cadrul unei transformări galileene , ecuațiile dinamicii newtoniene sunt invariante , în timp ce cele ale electromagnetismului nu. Practic acest lucru înseamnă că, deși fizica ar trebui să rămână aceeași în experimentele neaccelerate, lumina nu ar urma aceleași reguli, deoarece călătorește în „cadrul eteric” universal. Unele efecte cauzate de această diferență ar trebui să fie detectabile.

Un exemplu simplu se referă la modelul pe care a fost construit inițial eterul: sunetul. Viteza de propagare pentru undele mecanice, viteza sunetului , este definită de proprietățile mecanice ale mediului. Sunetul se deplasează de 4,3 ori mai repede în apă decât în ​​aer. Acest lucru explică de ce o persoană care aude o explozie sub apă și care iese rapid la suprafață o poate auzi din nou pe măsură ce sunetul de călătorie mai lent ajunge prin aer. În mod similar, un călător pe un avion de linie poate purta încă o conversație cu un alt călător, deoarece sunetul cuvintelor călătorește împreună cu aerul din interiorul aeronavei. Acest efect este de bază pentru toată dinamica newtoniană, care spune că totul, de la sunet la traiectoria unui baseball aruncat, ar trebui să rămână la fel în avionul care zboară (cel puțin cu o viteză constantă) ca și cum ar fi stat pe pământ. Aceasta este baza transformării galileene și a conceptului de cadru de referință.

Dar același lucru nu trebuia să fie adevărat pentru lumină, deoarece matematica lui Maxwell cerea o singură viteză universală pentru propagarea luminii, bazată nu pe condițiile locale, ci pe două proprietăți măsurate, permitivitatea și permeabilitatea spațiului liber, care erau presupuse. să fie la fel în tot universul. Dacă aceste cifre s-au schimbat, ar trebui să existe efecte vizibile pe cer; stelele în direcții diferite ar avea culori diferite, de exemplu.

Astfel, în orice moment ar trebui să existe un sistem special de coordonate, „în repaus în raport cu eterul”. Maxwell a remarcat la sfârșitul anilor 1870 că detectarea mișcării în raport cu acest eter ar trebui să fie suficient de ușoară - lumina care călătorește împreună cu mișcarea Pământului ar avea o viteză diferită față de lumina care călătorește înapoi, întrucât ambii se vor mișca împotriva eterului care nu se mișcă. Chiar dacă eterul a avut un flux universal general, schimbările de poziție în timpul ciclului zi / noapte sau pe durata anotimpurilor, ar trebui să permită detectarea derivei.

Experimente de prima ordine

Deși eterul este aproape staționar conform lui Fresnel, teoria sa prezice un rezultat pozitiv al experimentelor de derivare a eterului doar la ordinea a doua , deoarece coeficientul de tragere al lui Fresnel ar provoca un rezultat negativ al tuturor experimentelor optice capabile să măsoare efectele la primul ordin în . Acest lucru a fost confirmat de următoarele experimente de prim ordin, care au dat rezultate negative. Următoarea listă se bazează pe descrierea lui Wilhelm Wien (1898), cu modificări și experimente suplimentare în conformitate cu descrierile lui Edmund Taylor Whittaker (1910) și Jakob Laub (1910):

  • Experimentul lui François Arago (1810), pentru a confirma dacă refracția și, astfel, aberația luminii, sunt influențate de mișcarea Pământului. Experimente similare au fost efectuate de George Biddell Airy (1871) cu ajutorul unui telescop umplut cu apă și de Éleuthère Mascart (1872).
  • Experimentul lui Fizeau (1860), pentru a afla dacă rotația planului de polarizare prin coloane de sticlă este modificată de mișcarea Pământului. El a obținut un rezultat pozitiv, dar Lorentz ar putea arăta că rezultatele au fost contradictorii. DeWitt Bristol Brace (1905) și Strasser (1907) au repetat experimentul cu o precizie îmbunătățită și au obținut rezultate negative.
  • Experimentul lui Martin Hoek (1868). Acest experiment este o variantă mai precisă a experimentului Fizeau (1851) . Două raze de lumină au fost trimise în direcții opuse - una dintre ele traversează o cale umplută cu apă în repaus, cealaltă urmează o cale prin aer. În acord cu coeficientul de tragere al lui Fresnel, el a obținut un rezultat negativ.
  • Experimentul lui Wilhelm Klinkerfues (1870) a investigat dacă există o influență a mișcării Pământului asupra liniei de absorbție a sodiului. El a obținut un rezultat pozitiv, dar s-a dovedit a fi o eroare experimentală, deoarece o repetare a experimentului de către Haga (1901) a dat un rezultat negativ.
  • Experimentul lui Ketteler (1872), în care două raze ale unui interferometru au fost trimise în direcții opuse prin două tuburi înclinate reciproc umplute cu apă. Nu s-a produs nicio modificare a franjurilor de interferență. Mai târziu, Mascart (1872) a arătat că marginile de interferență ale luminii polarizate în calcit au rămas și ele neinfluențate.
  • Experimentul lui Éleuthère Mascart (1872) pentru a găsi o schimbare de rotație a planului de polarizare în cuarț. Nu s-a găsit nicio schimbare de rotație atunci când razele de lumină aveau direcția mișcării Pământului și apoi direcția opusă. Lord Rayleigh a efectuat experimente similare cu o precizie îmbunătățită și a obținut și un rezultat negativ.

Pe lângă aceste experimente optice, au fost efectuate și experimente electrodinamice de prim ordin, care ar fi trebuit să conducă la rezultate pozitive conform lui Fresnel. Cu toate acestea, Hendrik Antoon Lorentz (1895) a modificat teoria lui Fresnel și a arătat că aceste experimente pot fi explicate și de un eter staționar:

  • Experimentul lui Wilhelm Röntgen (1888), pentru a afla dacă un condensator încărcat produce forțe magnetice datorită mișcării Pământului.
  • Experimentul lui Theodor des Coudres (1889), pentru a afla dacă efectul inductiv al două role de sârmă asupra unui al treilea este influențat de direcția mișcării Pământului. Lorentz a arătat că acest efect este anulat la prima ordine de sarcina electrostatică (produsă de mișcarea Pământului) asupra conductorilor.
  • Experimentul lui Königsberger (1905). Plăcile unui condensator sunt situate în câmpul unui electromagnet puternic. Datorită mișcării Pământului, plăcile ar fi trebuit să fie încărcate. Nu s-a observat un astfel de efect.
  • Experimentul lui Frederick Thomas Trouton (1902). Un condensator a fost adus paralel cu mișcarea Pământului și s-a presupus că impulsul este produs atunci când condensatorul este încărcat. Rezultatul negativ poate fi explicat de teoria lui Lorentz, conform căreia impulsul electromagnetic compensează impulsul datorat mișcării Pământului. Lorentz ar putea arăta, de asemenea, că sensibilitatea aparatului era mult prea mică pentru a observa un astfel de efect.

Experimente de ordinul doi

Experimentul Michelson – Morley a comparat timpul pentru ca lumina să se reflecte din oglinzi în două direcții ortogonale.

În timp ce experimentele de primă ordine ar putea fi explicate printr-un eter staționar modificat, experimentele mai precise de a doua ordine au fost de așteptat să dea rezultate pozitive, cu toate acestea, nu s-au putut găsi astfel de rezultate.

Celebrul experiment Michelson – Morley a comparat lumina sursă cu ea însăși după ce a fost trimisă în direcții diferite, căutând schimbări de fază într-un mod care ar putea fi măsurat cu o precizie extrem de mare. În acest experiment, scopul lor a fost să determine viteza Pământului prin eter. Publicarea rezultatului lor în 1887, rezultatul nul , a fost prima demonstrație clară că ceva nu era în mod serios în neregulă cu ipoteza eterului (primul experiment al lui Michelson în 1881 nu a fost în întregime concludent). În acest caz, experimentul MM a dat o schimbare a modelului de franjurare de aproximativ 0,01 dintr-o franjă , corespunzătoare unei viteze mici. Cu toate acestea, a fost incompatibil cu efectul de vânt eteric așteptat din cauza vitezei Pământului (variază sezonier), care ar fi necesitat o deplasare de 0,4 a unei franjuri, iar eroarea a fost suficient de mică încât valoarea să fi fost într-adevăr zero. Prin urmare, ipoteza nulă , ipoteza că nu a existat vânt eteric, nu a putut fi respinsă. Experimente mai moderne au redus de atunci valoarea posibilă la un număr foarte aproape de zero, aproximativ 10 −17 .

Este evident din ceea ce a trecut înainte că ar fi lipsit de speranță să încercăm să rezolvăm problema mișcării sistemului solar prin observarea fenomenelor optice la suprafața pământului.

-  A. Michelson și E. Morley. „Despre mișcarea relativă a Pământului și a Luminiferului Æther”. Revista Filozofică S. 5. Vol. 24. Nr. 151. Decembrie 1887.

O serie de experimente care utilizează aparate similare, dar din ce în ce mai sofisticate, au redus rezultatul nul. Experimente diferite din punct de vedere conceptual, care au încercat, de asemenea, să detecteze mișcarea eterului, au fost experimentul Trouton – Noble  (1903), al cărui obiectiv era detectarea efectelor de torsiune cauzate de câmpurile electrostatice și experimentele lui Rayleigh și Brace (1902, 1904), pentru a detecta dublă refracție în diverse medii. Cu toate acestea, toți au obținut un rezultat nul, la fel ca Michelson – Morley (MM) anterior.

Aceste experimente „eter-vânt” au condus la o serie de eforturi de „salvare” a eterului atribuindu-i proprietăți din ce în ce mai complexe, în timp ce doar puțini oameni de știință, precum Emil Cohn sau Alfred Bucherer , au considerat posibilitatea abandonării ipotezei eterului. Un interes deosebit a fost posibilitatea „antrenării eterului” sau „eterului”, care ar reduce magnitudinea măsurătorii, poate suficient pentru a explica rezultatele experimentului Michelson-Morley. Cu toate acestea, după cum sa menționat mai devreme, tragerea eterului a avut deja probleme proprii, în special aberația. În plus, experimentele de interferență ale lui Lodge (1893, 1897) și Ludwig Zehnder (1895), au urmărit să arate dacă eterul este târât de diferite mase rotative, nu au arătat niciun fel de eter. O măsurare mai precisă a fost făcută în experimentul Hammar (1935), care a realizat un experiment MM complet cu unul dintre „picioarele” plasate între două blocuri masive de plumb. Dacă eterul ar fi fost tras de masă, atunci acest experiment ar fi putut detecta rezistența cauzată de plumb, dar din nou s-a obținut rezultatul nul. Teoria a fost din nou modificată, de această dată pentru a sugera că antrenamentul a funcționat doar pentru mase foarte mari sau acele mase cu câmpuri magnetice mari. Și acest lucru s-a dovedit a fi incorect prin experimentul Michelson – Gale – Pearson , care a detectat efectul Sagnac datorită rotației Pământului (a se vedea ipoteza Aether drag ).

O altă încercare complet diferită de a salva eterul „absolut” a fost făcută în ipoteza contracției Lorentz – FitzGerald , care a susținut că totul a fost afectat de călătoria prin eter. În această teorie, motivul pentru care experimentul Michelson – Morley a „eșuat” a fost acela că aparatul s-a contractat în lungime în direcția de deplasare. Adică, lumina a fost afectată în mod „natural” de călătoria sa prin eter așa cum s-a prezis, dar la fel a fost și aparatul în sine, anulând orice diferență atunci când a fost măsurată. FitzGerald dedusese această ipoteză dintr-o lucrare a lui Oliver Heaviside . Fără trimiterea la un eter, această interpretare fizică a efectelor relativiste a fost împărtășită de Kennedy și Thorndike în 1932, deoarece au concluzionat că brațul interferometrului se contractă și, de asemenea, frecvența sursei sale de lumină „foarte aproape” variază în modul cerut de relativitate.

În mod similar, efectul Sagnac , observat de G. Sagnac în 1913, a fost imediat văzut ca fiind pe deplin în concordanță cu relativitatea specială. De fapt, experimentul Michelson-Gale-Pearson din 1925 a fost propus în mod specific ca un test pentru a confirma teoria relativității, deși s-a recunoscut, de asemenea, că astfel de teste, care măsoară doar rotația absolută, sunt de asemenea în concordanță cu teoriile non-relativiste.

În anii 1920, experimentele inițiate de Michelson au fost repetate de Dayton Miller , care a proclamat public rezultate pozitive în mai multe rânduri, deși nu erau suficient de mari pentru a fi în concordanță cu orice teorie a eterului cunoscută. Cu toate acestea, alți cercetători nu au putut duplica rezultatele susținute de Miller. De-a lungul anilor, precizia experimentală a unor astfel de măsurători a fost crescută cu multe ordine de mărime și nu s-a văzut nicio urmă de încălcare a invarianței Lorentz. (O re-analiză ulterioară a rezultatelor lui Miller a concluzionat că el a subestimat variațiile datorate temperaturii.)

De la experimentul Miller și rezultatele sale neclare, au existat multe mai multe încercări experimentale de a detecta eterul. Mulți experimentatori au susținut rezultate pozitive. Aceste rezultate nu au câștigat prea multă atenție din știința generală, deoarece contrazic o cantitate mare de măsurători de înaltă precizie, toate rezultatele fiind în concordanță cu relativitatea specială.

Teoria eterului Lorentz

Articol principal: teoria eterului Lorentz

Între 1892 și 1904, Hendrik Lorentz a dezvoltat o teorie electron-eter, în care a introdus o separare strictă între materie (electroni) și eter. În modelul său, eterul este complet nemișcat și nu va fi pus în mișcare în vecinătatea materiei ponderabile. Spre deosebire de modelele electronice anterioare, câmpul electromagnetic al eterului apare ca un mediator între electroni, iar modificările din acest câmp nu se pot propaga mai repede decât viteza luminii. Un concept fundamental al teoriei lui Lorentz în 1895 a fost „teorema stărilor corespunzătoare” pentru termenii de ordine v / c. Această teoremă afirmă că un observator care se deplasează în raport cu eterul face aceleași observații ca un observator în repaus, după o schimbare adecvată de variabile. Lorentz a observat că era necesar să se schimbe variabilele spațiu-timp la schimbarea cadrelor și a introdus concepte precum contracția lungimii fizice (1892) pentru a explica experimentul Michelson-Morley și conceptul matematic de timp local (1895) pentru a explica aberația luminii și experimentul Fizeau . Acest lucru a dus la formularea așa-numitei transformări Lorentz de către Joseph Larmor (1897, 1900) și Lorentz (1899, 1904), prin care (a fost remarcat de Larmor) formularea completă a timpului local este însoțită de un fel de dilatare a timpului de electroni care se mișcă în eter. După cum a remarcat ulterior Lorentz (1921, 1928), el a considerat timpul indicat de ceasurile care se odihneau în eter ca timp „adevărat”, în timp ce ora locală a fost văzută de el ca o ipoteză euristică de lucru și un artificiu matematic. Prin urmare, teorema lui Lorentz este văzută de autorii moderni ca fiind o transformare matematică dintr-un sistem „real” care se odihnește în eter într-un sistem „fictiv” în mișcare.

Opera lui Lorentz a fost perfecționată matematic de Henri Poincaré , care a formulat de mai multe ori Principiul relativității și a încercat să-l armonizeze cu electrodinamica. El a declarat simultaneitatea doar o convenție convenabilă care depinde de viteza luminii, prin care constanța vitezei luminii ar fi un postulat util pentru a face legile naturii cât mai simple posibil. În 1900 și 1904 a interpretat fizic ora locală a lui Lorentz ca rezultat al sincronizării ceasului prin semnale luminoase. În iunie și iulie 1905 a declarat principiul relativității drept lege generală a naturii, inclusiv gravitația. El a corectat unele greșeli ale lui Lorentz și a dovedit covarianța lorentziană a ecuațiilor electromagnetice. Cu toate acestea, el a folosit noțiunea de eter ca mediu perfect nedetectabil și a făcut distincția între timpul aparent și timpul real, astfel încât majoritatea istoricilor științei susțin că nu a reușit să inventeze relativitatea specială.

Sfârșitul eterului

Relativitatea specială

Aether teorie a fost tratată o altă lovitură atunci când transformarea galilean și dinamicii newtoniene au fost modificate atât de Albert Einstein e teoria specială a relativității , dând matematica electrodinamicii Lorentzian un nou, «non-Aether» context. Spre deosebire de majoritatea schimbărilor majore în gândirea științifică, relativitatea specială a fost adoptată de comunitatea științifică extrem de repede, în concordanță cu comentariul ulterior al lui Einstein conform căruia legile fizicii descrise de Teoria specială erau „coapte pentru descoperire” în 1905. Susținerea timpurie a lui Max Planck a teoria, alături de formularea elegantă dată de Hermann Minkowski , au contribuit mult la acceptarea rapidă a relativității speciale în rândul oamenilor de știință care lucrează.

Einstein și-a bazat teoria pe lucrările anterioare ale lui Lorentz. În loc să sugereze că proprietățile mecanice ale obiectelor s-au schimbat odată cu mișcarea lor cu viteză constantă printr-un eter nedetectabil, Einstein a propus să deducă caracteristicile pe care orice teorie de succes trebuie să le aibă pentru a fi în concordanță cu cele mai elementare și ferm stabilite principii, independent de existența unui eter ipotetic. El a descoperit că transformarea Lorentz trebuie să depășească legătura cu ecuațiile lui Maxwell și trebuie să reprezinte relațiile fundamentale dintre coordonatele spațiale și temporale ale cadrelor de referință inerțiale . În acest fel, el a demonstrat că legile fizicii au rămas invariante așa cum au fost cu transformarea din Galileea, dar că lumina era acum și invariantă.

Odată cu dezvoltarea teoriei speciale a relativității, necesitatea de a explica un singur cadru universal de referință a dispărut - și acceptarea teoriei din secolul al XIX-lea a unui eter luminifer a dispărut odată cu aceasta. Pentru Einstein, transformarea Lorentz a implicat o schimbare conceptuală: că conceptul de poziție în spațiu sau timp nu era absolut, ci putea diferi în funcție de locația și viteza observatorului.

Mai mult, într-o altă lucrare publicată în aceeași lună din 1905, Einstein a făcut mai multe observații cu privire la o problemă atunci spinoasă, efectul fotoelectric . În această lucrare a demonstrat că lumina poate fi considerată ca particule care au o „natură asemănătoare undelor”. În mod evident, particulele nu au nevoie de un mediu pentru a călători și, astfel, nici lumina nu a avut nevoie. Acesta a fost primul pas care ar conduce la dezvoltarea deplină a mecanicii cuantice , în care valul cum ar fi natura și particula-ca natura luminii sunt ambele considerate ca descrieri valide pentru lumină. Un rezumat al gândirii lui Einstein despre ipoteza eterului, relativitatea și cuantele ușoare poate fi găsit în prelegerea sa din 1909 (inițial germană) „Dezvoltarea opiniilor noastre despre compoziția și esența radiației”.

Lorentz, de partea lui, a continuat să folosească ipoteza eterului. În prelegerile sale din jurul anului 1911, el a subliniat că ceea ce „teoria relativității are de spus ... poate fi realizată independent de ceea ce se crede despre eter și timp”. El a comentat că „indiferent dacă există un eter sau nu, câmpurile electromagnetice există cu siguranță, la fel și energia oscilațiilor electrice”, astfel încât „dacă nu ne place numele de„ eter ”, trebuie să folosim un alt cuvânt ca un cuier pentru a atârna toate aceste lucruri ". El a concluzionat că „nu se poate nega purtătorului acestor concepte o anumită substanțialitate”.

Alte modele

Articol principal: Teorii eterice

În anii următori, au existat câțiva indivizi care au susținut o abordare neororentziană a fizicii, care este lorentziană în sensul de a prezenta o stare absolută adevărată de odihnă care nu este detectabilă și care nu joacă niciun rol în predicțiile teoriei. (Nu au fost detectate vreodată încălcări ale covarianței Lorentz , în ciuda eforturilor intense.) Prin urmare, aceste teorii seamănă cu teoriile eterice din secolul al XIX-lea numai în nume. De exemplu, fondatorul teoriei cuantice a câmpului, Paul Dirac , a declarat în 1951 într-un articol din Nature, intitulat „Există un eter?” că „suntem mai degrabă obligați să avem un eter”. Cu toate acestea, Dirac nu a formulat niciodată o teorie completă, astfel încât speculațiile sale nu au găsit nicio acceptare de către comunitatea științifică.

Opiniile lui Einstein asupra eterului

Când Einstein era încă student la Politehnica din Zurich, în 1900, era foarte interesat de ideea de eter. Propunerea sa inițială de teză de cercetare a fost de a face un experiment pentru a măsura cât de repede se mișca Pământul prin eter. „Viteza unei unde este proporțională cu rădăcina pătrată a forțelor elastice care determină propagarea [acesteia] și invers proporțională cu masa eterului mișcat de aceste forțe.”

În 1916, după ce Einstein și-a finalizat lucrarea fundamentală despre relativitatea generală , Lorentz i-a scris o scrisoare în care specula că în cadrul relativității generale eterul a fost reintrodus. În răspunsul său, Einstein a scris că se poate vorbi de fapt despre un "nou eter", dar nu se poate vorbi de mișcare în raport cu acel eter. Acest lucru a fost elaborat în continuare de Einstein în unele articole semi-populare (1918, 1920, 1924, 1930).

În 1918, Einstein a făcut aluzie publică la această nouă definiție pentru prima dată. Apoi, la începutul anilor 1920, într-o prelegere pe care a fost invitat să o țină la universitatea Lorentz din Leiden, Einstein a căutat să reconcilieze teoria relativității cu eterul lorentzian . În această prelegere, Einstein a subliniat că relativitatea specială a luat ultima proprietate mecanică a eterului: imobilitatea. Cu toate acestea, el a continuat că relativitatea specială nu exclude neapărat eterul, deoarece acesta din urmă poate fi folosit pentru a da realitate fizică accelerației și rotației. Acest concept a fost elaborat pe deplin în cadrul relativității generale , în care proprietățile fizice (care sunt parțial determinate de materie) sunt atribuite spațiului, dar nicio substanță sau stare de mișcare nu poate fi atribuită acelui „eter” (prin care el însemna spațiu-timp curbat ).

Într-o altă lucrare din 1924, numită „În ceea ce privește eterul”, Einstein a susținut că spațiul absolut al lui Newton, în care accelerația este absolută, este „eterul mecanicii”. Și în cadrul teoriei electromagnetice a lui Maxwell și Lorentz se poate vorbi despre „eterul electrodinamicii”, în care eterul posedă o stare absolută de mișcare. În ceea ce privește relativitatea specială, de asemenea, în această teorie accelerația este absolută ca în mecanica lui Newton. Cu toate acestea, diferența față de eterul electromagnetic al lui Maxwell și Lorentz constă în faptul că „deoarece nu mai era posibil să se vorbească, în niciun sens absolut, de stări simultane în diferite locații ale eterului, eterul a devenit, așa cum ar fi, cu patru dimensiuni întrucât nu exista un mod obiectiv de ordonare a stărilor sale numai în timp ”. Acum „eterul relativității speciale” este încă „absolut”, deoarece materia este afectată de proprietățile eterului, dar eterul nu este afectat de prezența materiei. Această asimetrie a fost rezolvată în cadrul relativității generale. Einstein a explicat că „eterul relativității generale” nu este absolut, deoarece materia este influențată de eter, la fel cum materia influențează structura eterului.

Singura similitudine a acestui concept de eter relativist cu modelele eterice clasice constă în prezența proprietăților fizice în spațiu, care pot fi identificate prin geodezie . Așa cum susțin istorici precum John Stachel , opiniile lui Einstein asupra „noului eter” nu sunt în conflict cu abandonarea eterului în 1905. După cum a arătat însuși Einstein, nu poate fi atribuită acelei noi „substanțe” și nici o stare de mișcare eter. Folosirea de către Einstein a cuvântului „eter” a găsit puțin sprijin în comunitatea științifică și nu a jucat niciun rol în dezvoltarea continuă a fizicii moderne.

Concepte eterice

Vezi si

Referințe

Note de subsol

Citații

Surse primare

  1. ^ a b c Newton, Isaac: Opticks (1704). A patra ediție a anului 1730. (Republica 1952 (Dover: New York), cu comentarii de Bernard Cohen, Albert Einstein și Edmund Whittaker).
  2. ^ a b Maxwell, JC (1865). „ O teorie dinamică a câmpului electromagnetic (partea 1)” (PDF) . Arhivat (PDF) din original la 28.07.2011.
  3. ^ Maxwell, James Clerk (1878), "Ether"  , în Baynes, TS (ed.), Encyclopædia Britannica , 8 (ediția a IX-a), New York: Charles Scribner's Sons, pp. 568-572
  4. ^ Fresnel, A. (1818), "Lettre de M. Fresnel à M. Arago sur l'influence du mouvement terrestre dans quelques phénomènes d'optique", Annales de Chimie et de Physique , 9 : 57–66 (sept. 1818 ), 286-7 (noiembrie 1818); retipărit în H. ​​de Senarmont, E. Verdet și L. Fresnel (eds.), Oeuvres complètes d'Augustin Fresnel , vol. 2 (1868), pp. 627–36 ; tradus ca „Scrisoare de la Augustin Fresnel către François Arago, despre influența mișcării pământului asupra unor fenomene de optică” în KF Schaffner, Teoriile eterice din secolul al XIX-lea , Pergamon, 1972 ( doi : 10.1016 / C2013-0-02335- 3 ), pp. 125–35; tradus de asemenea (cu mai multe erori) de RR Traill ca „Scrisoare de la Augustin Fresnel către François Arago privind influența mișcării terestre asupra mai multor fenomene optice”, General Science Journal , 23 ianuarie 2006 ( PDF, 8 pp. ).
  5. ^ GG Stokes (1845). „Despre aberația luminii” . Revista filozofică . 27 (177): 9–15. doi : 10.1080 / 14786444508645215 .
  6. ^ a b Lorentz, Hendrik Antoon (1895), Versuch einer Theorie der electrischen und optischen Erscheinungen in bewegten Körpern  [ Încercarea unei teorii a fenomenelor electrice și optice în corpuri în mișcare ], Leiden: EJ Brill
  7. ^ Lorentz, Hendrik Antoon (1892), "De relatieve beweging van de aarde en den aether"  [ Mișcarea relativă a pământului și a eterului ], Zittingsverlag Akad. V. Umed. , 1 : 74–79
  8. ^ Larmor, Joseph (1897), „Despre o teorie dinamică a mediului electric și luminifer, partea 3, relații cu mediile materiale”  , Philosophical Transactions of the Royal Society , 190 : 205–300, Bibcode : 1897RSPTA.190..205L , doi : 10.1098 / rsta.1897.0020
  9. ^ Larmor, Joseph (1900), Aether and Matter  , Cambridge University Press
  10. ^ Lorentz, Hendrik Antoon (1899), „Teoria simplificată a fenomenelor electrice și optice în sistemele mobile”  , Proceedings of the Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences , 1 : 427–442
  11. ^ Lorentz, Hendrik Antoon (1904), „Fenomene electromagnetice într-un sistem care se mișcă cu orice viteză mai mică decât cea a luminii”  , Proceedings of the Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences , 6 : 809-831
  12. ^ Lorentz, Hendrik Antoon (1921), "Deux Mémoires de Henri Poincaré sur la Physique Mathématique"  [ Două lucrări ale lui Henri Poincaré despre fizica matematică ], Acta Mathematica , 38 (1): 293–308, doi : 10.1007 / BF02392073
  13. ^ Lorentz, HA; Lorentz, HA; Miller, DC; Kennedy, RJ; Hedrick, ER; Epstein, PS (1928), „Conference on the Michelson-Morley Experiment”, The Astrophysical Journal , 68 : 345–351, Bibcode : 1928ApJ .... 68..341M , doi : 10.1086 / 143148
  14. ^ Poincaré, Henri (1900), „La théorie de Lorentz et le principe de réaction”  , Archives Néerlandaises des Sciences Exactes et Naturelles , 5 : 252–278. A se vedea, de asemenea, traducerea în engleză Arhivat la 26.06.2008 la Wayback Machine .
  15. ^ Poincaré, Henri (1904–1906), „Principiile fizicii matematice”  , în Rogers, Howard J. (ed.), Congresul de arte și știință, expoziție universală, St. Louis, 1904 , 1 , Boston și New York : Houghton, Mifflin and Company, pp. 604–622
  16. ^ Poincaré, Henri (1905b), "Sur la dynamique de l'électron"  [ Despre dinamica electronului ], Comptes Rendus , 140 : 1504-1508
  17. ^ Poincaré, Henri (1906), "Sur la dynamique de l'électron" [ On the Dynamics of the Electron ], Rendiconti del Circolo Matematico di Palermo , 21 : 129–176, Bibcode : 1906RCMP ... 21..129P , doi : 10.1007 / BF03013466 , hdl : 2027 / uiug.30112063899089 , S2CID  120211823
  18. ^ Einstein, Albert (1905a), "Zur Elektrodynamik bewegter Körper" , Annalen der Physik , 322 (10): 891-921, Bibcode : 1905AnP ... 322..891E , doi : 10.1002 / andp.19053221004. Vezi și: Traducere în limba engleză Arhivat la 25.11.2005 la Wayback Machine .
  19. ^ Einstein, Albert: (1909) Dezvoltarea punctelor noastre de vedere asupra compoziției și esenței radiațiilor , Phys. Z. , 10 , 817-825. (revizuirea teoriilor eterice, printre alte subiecte)
  20. ^ Dirac, PM (1951). - Există un eter? (PDF) . Natura . 168 (4282): 906. Cod Bib : 1951Natur.168..906D . doi : 10.1038 / 168906a0 . S2CID  4288946 . Arhivat din original (PDF) la 17 decembrie 2008 . Accesat la 23 februarie 2017 .
  21. ^ a b A. Einstein (1918), "Dialog despre obiecții împotriva teoriei relativității"  , Naturwissenschaften , 6 (48): 697-702, Bibcode : 1918NW ...... 6..697E , doi : 10.1007 / BF01495132 , S2CID  28132355
  22. ^ a b Einstein, Albert: „ Ether and the Theory of Relativity ” (1920), republicată în Sidelights on Relativity (Methuen, Londra, 1922)
  23. ^ a b A. Einstein (1924), „Über den Äther” , Verhandlungen der Schweizerischen Naturforschenden Gesellschaft , 105 (2): 85–93. A se vedea, de asemenea, o traducere în limba engleză: Concerning the Eether Arhivat la 11.04.2010 la Wayback Machine
  24. ^ A. Einstein (1930), "Raum, Äther und Feld in der Physik", Forum Philosophicum , 1 : 173-180 manuscris online Arhivat 16.06.2011 la Wayback Machine

Experimente

  1. ^ Fizeau, H. (1851). "Ipotezele referitoare la eterul luminos și un experiment care pare să demonstreze că mișcarea corpurilor modifică viteza cu care lumina se propagă în interiorul lor"  . Revista filozofică . 2 : 568-573. doi : 10.1080 / 14786445108646934 .
  2. ^ Michelson, AA și Morley, EW (1886). „Influența mișcării mediului asupra vitezei luminii”  . A.m. J. Sci . 31 (185): 377–386. Cod Bib : 1886AmJS ... 31..377M . doi : 10.2475 / ajs.s3-31.185.377 . S2CID  131116577 .
  3. ^ Arago, A. (1810–1853). "Mémoire sur la vitesse de la lumière, lu à la prémière class de l'Institut, le 10 décembre 1810". Comptes Rendus de l'Académie des Sciences . 36 : 38–49.
  4. ^ Airy, GB (1871). „Cu privire la modificarea presupusă în cantitatea de aberație astronomică a luminii, produsă de trecerea luminii printr-o grosime considerabilă a mediului refractar” . Proceedings of the Royal Society . 20 (130-138): 35-39. Cod Bib : 1871RSPS ... 20 ... 35A . doi : 10.1098 / rspl.1871.0011 . Arhivat din original la 15.05.2012.
  5. ^ a b Mascart, E. (1872). "Sur les modifications qu'éprouve la lumière par suite du mouvement de la source lumineuse et du mouvement de l'observateur" . Annales Scientifiques de l'École Normale Supérieure . Série 2. 1 : 157–214. doi : 10.24033 / asens.81 .
  6. ^ Fizeau, H. (1861). "Ueber eine Methode, zu untersuchen, ob das Polarisationsazimut eines gebrochenen Strahls durch die Bewegung des brechenden Körpers geändert werde" . Annalen der Physik . 190 (12): 554-587. Cod Bib : 1861AnP ... 190..554F . doi : 10.1002 / andp.18621901204 . Arhivat din original la 15.05.2012.
  7. ^ Brace, DB (1905). „Deriva” eterică și polarizarea rotativă ” . Revista filozofică . 10 (57): 383-396. doi : 10.1080 / 14786440509463384 .
  8. ^ Strasser, B. (1907). "Der Fizeausche Versuch über die Änderung des Polarisationsazimuts eines gebrochenen Strahles durch die Bewegung der Erde" . Annalen der Physik . 329 (11): 137-144. Cod Bib : 1907AnP ... 329..137S . doi : 10.1002 / andp.19073291109 . Arhivat din original la 15.05.2012.
  9. ^ Hoek, M. (1868). "Determination de la vitesse with which est entrainée une where lumineuse traversant un milieu in movement" . Verslagen en Mededeelingen . 2 : 189 –194.
  10. ^ Klinkerfues, Ernst Friedrich Wilhelm (1870). „Versuche über die Bewegung der Erde und der Sonne im Aether” . Astronomische Nachrichten . 76 (3): 33–38. Cod Bib : 1870AN ..... 76 ... 33K . doi : 10.1002 / asna.18700760302 .
  11. ^ Haga, H. (1902). „Über den Klinkerfuesschen Versuch” . Physikalische Zeitschrift . 3 : 191 .
  12. ^ Ketteler, Ed. (1872). „Ueber den Einfluss der astronomischen Bewegungen auf die optischen Erscheinungen” . Annalen der Physik . 220 (9): 109-127. Cod Bib : 1871AnP ... 220..109K . doi : 10.1002 / andp.18712200906 . Arhivat din original la 15.05.2012.
  13. ^ a b Mascart, E. (1874). "Sur les modifications qu'éprouve la lumière par suite du mouvement de la source lumineuse et du mouvement de l'observateur (deuxième partie)" . Annales Scientifiques de l'École Normale Supérieure . Série 2. 3 : 363–420. doi : 10.24033 / asens.118 .
  14. ^ Lord Rayleigh (1902). "Polarizarea rotativă este influențată de mișcarea Pământului?" . Revista filozofică . 4 (20): 215-220. doi : 10.1080 / 14786440209462836 .
  15. ^ Röntgen, W. (1888). "Über die durch Bewegung eines im homogenen elektrischen Felde befindlichen Dielektricums hervorgerufene elektrodynamische Kraft" . Berliner Sitzungsberichte . 2. Halbband: 23 –28. Arhivat din original la 26.02.2016.
  16. ^ Des Coudres, Th. (1889). „Ueber das Verhalten des Lichtäthers bei den Bewegungen der Erde” . Annalen der Physik . 274 (9): 71 –79. Cod Bib : 1889AnP ... 274 ... 71D . doi : 10.1002 / andp.18892740908 .
  17. ^ Königsberger, J. (1905). „Induktionswirkung im Dielektrikum und Bewegung des Aethers” . Berichte der Naturforschenden Gesellschaft zu Freiburg I. Br . 13 : 95 –100.
  18. ^ Trouton, FT (1902). „Rezultatele unui experiment electric, care implică mișcarea relativă a Pământului și a eterului, sugerate de regretatul profesor FitzGerald” . Tranzacțiile Royal Dublin Society . 7 : 379 –384.
  19. ^ Michelson, Albert Abraham (1881), "Mișcarea relativă a Pământului și a eterului luminifer"  , American Journal of Science , 22 (128): 120-129, Bibcode : 1881AmJS ... 22..120M , doi : 10.2475 /ajs.s3-22.128.120 , S2CID  130423116
  20. ^ Michelson, Albert Abraham & Morley, Edward Williams (1887), „Despre mișcarea relativă a Pământului și a eterului luminifer”  , American Journal of Science , 34 (203): 333-345, Bibcode : 1887AmJS ... 34. .333M , doi : 10.2475 / ajs.s3-34.203.333 , S2CID  124333204
  21. ^ Trouton, FT; Nobil, HR (1903). „Forțele mecanice care acționează asupra unui condensator electric încărcat care se mișcă prin spațiu” . Tranzacții filozofic al Royal Society A . 202 (346-358): 165–181. Cod Bib : 1904RSPTA.202..165T . doi : 10.1098 / rsta.1904.0005 . Arhivat din original la 15.05.2012.
  22. ^ Lord Rayleigh (1902). "Mișcarea prin eter provoacă dublă refracție?" . Revista filozofică . 4 (24): 678-683. doi : 10.1080 / 14786440209462891 .
  23. ^ Brace, DeWitt Bristol (1904). „La refracția dublă în materie care se mișcă prin eter”  . Revista filozofică . 7 (40): 317-329. doi : 10.1080 / 14786440409463122 .
  24. ^ Lodge, Oliver J. (1893). „Probleme de aberație” . Tranzacții filozofic al Royal Society A . 184 : 727-804. Cod Bib : 1893RSPTA.184..727L . doi : 10.1098 / rsta.1893.0015 . Arhivat din original la 24.01.2016.
  25. ^ Lodge, Oliver J. (1897). „Experimente privind absența conexiunii mecanice între eter și materie”  . Tranzacții filozofic al Royal Society A . 189 : 149–166. Cod Bib : 1897RSPTA.189..149L . doi : 10.1098 / rsta.1897.0006 .
  26. ^ Zehnder, L. (1895). „Ueber die Durchlässigkeit fester Körper für den Lichtäther” . Annalen der Physik . 291 (5): 65 –81. Cod Bib : 1895AnP ... 291 ... 65Z . doi : 10.1002 / andp.18952910505 .
  27. ^ GW Hammar (1935). „Viteza luminii într-o incintă masivă”. Revizuirea fizică . 48 (5): 462–463. Cod Bib : 1935PhRv ... 48..462H . doi : 10.1103 / PhysRev.48.462.2 .
  28. ^ Kennedy, RJ; Thorndike, EM (1932). „Stabilirea experimentală a relativității timpului”. Revizuirea fizică . 42 (3): 400–418. Cod Bib : 1932PhRv ... 42..400K . doi : 10.1103 / PhysRev.42.400 .
  29. ^ Sagnac, Georges (1913), "L'éther lumineux démontré par l'effet du vent relatif d'éther dans un interféromètre en rotation uniforme"  [ Demonstrația eterului luminifer printr-un interferometru în rotație uniformă ], Comptes Rendus , 157 : 708–710
  30. ^ Sagnac, Georges (1913), "Sur la preuve de la réalité de l'éther lumineux par l'expérience de l'interférographe tournant"  [ Despre dovada realității eterului luminifer prin experimentul cu un interferometru rotativ ], Comptes Rendus , 157 : 1410–1413

Surse secundare

  1. ^ a b c Whittaker, Edmund Taylor (1910), A History of the Theories of Eether and Electricity (1 ed.), Dublin: Longman, Green and Co.
  2. ^ a b Jannsen, Michel & Stachel, John (2008), The Optics and Electrodynamics of Moving Bodies (PDF) , arhivat (PDF) din originalul 29-09-2015
  3. ^ a b c d Darrigol, Olivier (2000), Electrodinamica de la Ampère la Einstein , Oxford: Clarendon Press, ISBN 978-0-19-850594-5
  4. ^ a b Schaffner, Kenneth F. (1972), Teorii eterice din secolul al XIX-lea , Oxford: Pergamon Press, ISBN 978-0-08-015674-3
  5. ^ Wien, Wilhelm (1898). „Über die Fragen, welche die translatorische Bewegung des Lichtäthers betreffen (Referat für die 70. Versammlung deutsche Naturforscher und Aerzte in Düsseldorf, 1898)”  . Annalen der Physik . 301 (3): I – XVIII..
  6. ^ Laub, Jakob (1910). „Über die experimentellen Grundlagen des Relativitätsprinzips”. Jahrbuch der Radioaktivität und Elektronik . 7 : 405–463.
  7. ^ a b c Miller, Arthur I. (1981), teoria specială a relativității a lui Albert Einstein. Emergence (1905) și interpretare timpurie (1905–1911) , Reading: Addison – Wesley, ISBN 978-0-201-04679-3
  8. ^ Janssen, Michel; Mecklenburg, Matthew (2007), VF Hendricks; și colab. (eds.), „De la mecanica clasică la mecanica relativistă: modele electromagnetice ale electronului” , Interacțiuni: matematică, fizică și filosofie , Dordrecht: 65–134, arhivat din original în 2004-07-04 , recuperat 2004-04-16
  9. ^ Pais, Abraham (1982), Subtle is the Lord: the Science and the Life of Albert Einstein , New York: Oxford University Press, ISBN 978-0-19-520438-4
  10. ^ Born, M. (1956), Physics in my generation , London & New York: Pergamon Press
  11. ^ a b Kostro, L. (1992), „O schiță a istoriei conceptului de eter relativist al lui Einstein”, în Jean Eisenstaedt; Anne J. Kox (eds.), Studii în istoria relativității generale , 3 , Boston-Basel-Berlin: Birkhäuser, pp. 260–280, ISBN 978-0-8176-3479-7
  12. ^ a b Stachel, J. (2001), „De ce Einstein a reinventat eterul”, Physics World , 14 (6): 55–56, doi : 10.1088 / 2058-7058 / 14/6/33 .
  13. ^ a b c Kostro, L. (2001), „Eterul nou al lui Albert Einstein și relativitatea sa generală” (PDF) , Proceedings of the Conference of Applied Differential Geometry : 78-86, arhivat (PDF) din originalul din 2018-04 -11.

linkuri externe