Эксперимент Троутона-Ренкина был эксперимент предназначен для измерения , если сокращение Лоренца-Фитцджеральда объекта по одному кадру (как это определено в эфир ) , полученный измеримый эффект в системе покоя объекта, таким образом , что эфир будет действовать как « предпочтительный фрейм ». Впервые эксперимент был проведен Фредериком Томасом Траутоном и Александром Оливером Рэнкином в 1908 году.
Результат эксперимента был отрицательным, что согласуется с принципом относительности (и, следовательно, со специальной теорией относительности ), согласно которому наблюдатели, находящиеся в состоянии покоя в определенной инерциальной системе отсчета, не могут измерять собственное поступательное движение с помощью инструментов, находящихся в состоянии покоя в такая же рама. Следовательно, сокращение длины не может быть измерено сопутствующими наблюдателями. См. Также Тесты специальной теории относительности .
Описание
Знаменитый эксперимент Майкельсона-Морли 1887 года показал, что принятая тогда теория эфира нуждается в модификации. Фитцджеральд и Лоренц , независимо друг от друга, предложили сокращение длины экспериментального аппарата в направлении движения (относительно светоносного эфира ), что объяснило бы почти нулевой результат эксперимента Майкельсона-Морли. Первые попытки измерить некоторые последствия этого сжатия в лабораторной системе координат ( инерциальной системе отсчета наблюдателя, движущегося вместе с экспериментальной установкой) были предприняты в экспериментах Рэлея и Брейса (1902, 1904), хотя результат был отрицательный. К 1908 году, однако, тогдашние теории электродинамики, теория эфира Лоренца (ныне вытесненная) и специальная теория относительности (ныне общепринятая и вообще лишенная эфира) предсказали, что сокращение Лоренца-Фитцджеральда невозможно измерить в параллельном измерении. подвижная система отсчета, потому что эти теории основывались на преобразовании Лоренца .
Фредерик Томас Траутон (после проведения эксперимента Траутона-Нобла в 1903 году) вместо этого выполнил вычисления, используя свою собственную интерпретацию электродинамики, вычислив сокращение длины в соответствии со скоростью экспериментального устройства в эфирной системе, но вычислив электродинамику, применив Уравнения Максвелла и закон Ома в лабораторных условиях. В соответствии с точкой зрения Траутона на электродинамику, вычисления затем предсказали измеримый эффект сокращения длины в лабораторной раме. Вместе с Александром Оливером Рэнкином он намеревался проверить это в 1908 году, попытавшись измерить изменение сопротивления катушки, когда они изменили ее ориентацию на «скорость эфира» (скорость лаборатории через светоносный эфир). Это было сделано путем помещения четырех одинаковых таких катушек в конфигурацию моста Уитстона, что позволило им точно измерить любое изменение сопротивления. Затем цепь поворачивалась на 90 градусов вокруг своей оси при измерении сопротивления. Поскольку сжатие Лоренца-Фитцджеральда происходит только в направлении движения, с точки зрения «эфирного каркаса» длина витков зависит от их угла по отношению к их скорости в эфире. Поэтому Траутон и Рэнкин считали, что сопротивление, измеренное в рамке покоя эксперимента, должно изменяться при вращении устройства. Однако их тщательные измерения не показали заметного изменения сопротивления. [1] [2]
Это показало, что если сжатие Лоренца – Фитцджеральда существовало, то его нельзя было измерить в системе покоя объекта - только теории, содержащие полное преобразование Лоренца , как и специальная теория относительности , по-прежнему действительны.
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Троутона FT, Ренкина A. (1908). «Об электрическом сопротивлении движущегося вещества» . Proc. Рой. Soc . 80 (420): 420. Bibcode : 1908RSPSA..80..420T . DOI : 10,1098 / rspa.1908.0037 . JSTOR 19080525 .
- ^ Лауб, Якоб (1910). "Uber die Experimentellen Grundlagen des Relativitätsprinzips". Jahrbuch der Radioaktivität und Elektronik . 7 : 460–461.
Внешние ссылки
- Об электродинамике движущихся тел Статья Эйнштейна 1905 г.
- Электромагнитные явления в системе, движущейся с любой скоростью, меньшей, чем скорость света в статье Лоренца 1904 г.