Номер 1, страница 72 - гдз по физике 9 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 3. Световые явления. Электромагнитные волны. Самостоятельные работы. СР-55. Развитие взглядов на природу света. Вариант 2 - номер 1, страница 72.

Условие.

1. Приведите пример противоречия в предположении о существовании светоносного эфира.

Решение.

1. Основным и самым известным примером противоречия в предположении о существовании светоносного эфира являются результаты опыта Майкельсона-Морли (1887 г.).

Гипотеза о светоносном эфире предполагала, что свет, подобно звуку в воздухе, является волной, распространяющейся в некой всепроникающей среде — эфире. Считалось, что эта среда покоится в некоторой абсолютной системе отсчета. Земля, двигаясь по орбите вокруг Солнца, должна перемещаться относительно этого неподвижного эфира. Это движение должно создавать так называемый «эфирный ветер», направленный навстречу движению Земли.

Следствием существования «эфирного ветра» должно было стать то, что скорость света, измеренная на Земле, не была бы одинаковой во всех направлениях. Скорость света, измеренная по направлению движения Земли (против «ветра»), должна была отличаться от скорости света, измеренной в перпендикулярном направлении.

Опыт Майкельсона-Морли был разработан специально для обнаружения этого эффекта. С помощью высокоточного интерферометра сравнивалось время прохождения светом двух одинаковых расстояний во взаимно перпендикулярных направлениях. Ожидалось, что «эфирный ветер» вызовет разность во времени прохождения, что приведет к сдвигу интерференционной картины при повороте установки.

Однако, вопреки ожиданиям, эксперимент дал отрицательный результат: никакого сдвига интерференционных полос обнаружить не удалось. Это означало, что скорость света одинакова во всех направлениях, независимо от движения Земли в пространстве.

Таким образом, возникло прямое противоречие:

Теоретическое предсказание (из гипотезы об эфире): Скорость света должна зависеть от направления измерения из-за движения Земли сквозь эфир.

Экспериментальный факт (опыт Майкельсона-Морли): Скорость света не зависит от направления измерения и является константой.

Несоответствие теоретического предсказания и экспериментального результата стало серьезнейшим аргументом против гипотезы светоносного эфира и послужило одной из предпосылок к созданию специальной теории относительности Эйнштейна.

Ответ: Противоречие заключается в том, что гипотеза о существовании светоносного эфира предсказывает зависимость скорости света от направления движения наблюдателя (существование «эфирного ветра»), в то время как эксперимент Майкельсона-Морли доказал, что скорость света одинакова во всех направлениях, независимо от движения Земли.