Публикация материалов

Темы исследований

Объявления

Наш баннер

Мы будем благодарны, если Вы установите наш баннер!
Баннер нашего сайта
Код баннера:
<a href="http://obuchonok.ru/" target="_blank"> <img src="http://obuchonok.ru/banners/banob2.gif" width="88" height="31" alt="Обучонок. Обучающие программы и исследовательские работы учащихся"></a>
Все баннеры...
эфир в физике
Тематика: 
Физика
Автор работы: 
Судоренко Максим Владимирович
Руководитель проекта: 
Кузнецова Галина Васильевна
Учреждение: 
МКОУ «Качугская СОШ №1»
Класс: 
10

В данном исследовательском проекте по физике на тему «Теория эфира» автором будет проведен опыт Майкельсона - Морли согласно трактованию их теории об эфире, а также рассмотрены другие, существующие в физике, теории об эфире Николы Тесла и Альберта Энштейна.

Подробнее о работе:


В рамках исследования проанализированы исторические сведения о первых упоминаниях об эфире, рассмотрены философские трактования эфира в древнем мире, дано этимологическое и лексическое трактование термина "эфир".

Материалы данного проекта по физике «Теория эфира» можно использовать в качестве дополнительного материала при подготовке к урокам, факультативным занятиям и контрольным работам по физике, а также для самообразования в области физики.

Оглавление

Введение
1. Теория эфира Николы Тесла.
2. Опыт Майкельсона - Морли.
3. А. Эйнштейн. Эфир и теория относительности.
Заключение
Список используемой литературы

Введение

Теории эфира — теории в физике, предполагающие существование эфира как вещества или поля, которое заполняет пространство и служит средой для передачи и распространения электромагнитных (и, возможно, гравитационных) взаимодействий. Различные теории эфира воплощают различные концепции этой среды или вещества.


Рене Декарт (1596–1650) стал первым, кто заговорил об эфире, как о научном феномене. Ещё в древности философы предполагали, что везде и всюду существует некая «вода», из которой всё состоит, и в которой мы живём и которую не можем ощущать.

И начнём пожалуй с того, что вспомним, что же такое эфир? Сегодня в интернете распространены, можно сказать, два противоборствующих лагеря. Одни считают, что теория Николы Теслы о эфире - не более, чем бред сумасшедшего, а другие - что это технология, которая намеренно скрывается от простых смертных.

В античной философии эфир(aithér-греч) наряду с землей, водой, воздухом и огнем - один из пяти элементов бытия (по Аристотелю) - пятая сущность (quinta essentia -лат.), понимаемая как тончайшая всепроникающая материя.

В конце XIX века в ученых кругах получила широкое хождение гипотеза о мировом эфире (МЭ), заполняющем все мировое пространство. Он понимался как невесомая и упругая жидкость, которая пронизывает все тела. Существованием эфира пытались объяснить многие физические явления и свойства.

Теория эфира Николы Тесла

Тесла предполагал, что эфир — это суперлёгкий газ, состоящий из сверхмалых частиц, которые движутся с бешеной скоростью в вездесущем корпускулярном излучении — «основных солнечных лучах».

Эти лучи проникают в частицы эфира и взаимодействуют с электронными силами и массой. Тесла вёл разработки по воздействию на эфир, экспериментируя с электромагнитным полем и электричеством.

Тесла также считал, что можно извлекать из вакуума энергию в неограниченных количествах, но, к сожалению, не привел в своих записках доказательства этого утверждения. На первый взгляд кажется, что «энергия пустоты» (или энергия, которая содержится в вакууме) нарушает первый закон термодинамики.

Нет никаких сомнений в том, что энергия вакуума нарушает законы ньютоновой механики, но недавно вопрос о ней вновь возник на научном горизонте, но уже с совершенно нового направления.

Опыт Майкельсона — Морли


Трудно представить себе абсолютную пустоту — полный вакуум, не содержащий чего бы то ни было. Человеческое сознание стремится заполнить его хоть чем-то материальным, и на протяжении долгих веков человеческой истории считалось, что мировое пространство заполнено эфиром.

Идея состояла в том, что межзвездное пространство заполнено какой-то невидимой и неосязаемой тонкой субстанцией. Когда была получена система уравнений Максвелла, предсказывающая, что свет распространяется в пространстве с конечной скоростью, даже сам автор этой теории полагал, что электромагнитные волны распространяются в среде, подобно тому, как акустические волны распространяются в воздухе, а морские — в воде.

В первой половине XIX столетия ученые даже тщательно проработали теоретическую модель эфира и механику распространения света, включая всевозможные рычаги и оси, якобы способствующие распространению колебательных световых волн в эфире.

В 1887 году два американских физика — Альберт Майкельсон и Генри Морли — решили совместно провести эксперимент, призванный раз и навсегда доказать скептикам, что светоносный эфир реально существует, наполняет Вселенную и служит средой, в которой распространяются свет и прочие электромагнитные волны.

Майкельсон обладал непререкаемым авторитетом как конструктор оптических приборов, а Морли славился как неутомимый и непогрешимый физик-экспериментатор. Придуманный ими опыт проще описать, чем провести практически.

Майкельсон и Морли использовали интерферометр — оптический измерительный прибор, в котором луч света расщепляется надвое полупрозрачным зеркалом (стеклянная пластина посеребрена с одной стороны ровно настолько, чтобы частично пропускать поступающие на нее световые лучи, а частично отражать их; аналогичная технология сегодня используется в зеркальных фотоаппаратах).

В итоге луч расщепляется и два получившихся когерентных луча расходятся под прямым углом друг к другу, после чего отражаются от двух равноудаленных от полупрозрачного зеркала зеркал-отражателей и возвращаются на полупрозрачное зеркало, результирующий пучок света от которого позволяет наблюдать интерференционную картину и выявлять малейшую десинхронизацию двух лучей (запаздывании одного луча относительно другого)

Опыт Майкельсона - Морли был принципиально направлен на то, чтобы подтвердить (или опровергнуть) существование мирового эфира посредством выявления «эфирного ветра» (или факта его отсутствия). Действительно, двигаясь по орбите вокруг Солнца, Земля совершает движение относительно гипотетического эфира полгода в одном направлении, а следующие полгода в другом.

Следовательно, полгода «эфирный ветер» должен обдувать Землю и, как следствие, смещать показания интерферометра в одну сторону, полгода — в другую. Итак, наблюдая в течение года за своей установкой, Майкельсон и Морли не обнаружили никаких смещений в интерференционной картине: полный эфирный штиль! (Современные эксперименты подобного рода, проведенные с максимально возможной точностью, включая эксперименты с лазерными интерферометрами, дали аналогичные результаты.) Итак: эфирного ветра, а, стало быть, и эфира не существует.

В отсутствие эфирного ветра и эфира, как такового, стал очевиден неразрешимый конфликт между классической механикой Ньютона (подразумевающей некую абсолютную систему отсчета) и уравнениями Максвелла (согласно которым скорость света имеет предельное значение, не зависящее от выбора системы отсчета), что и привело в итоге к появлению теории относительности.

Опыт Майкельсона — Морли окончательно показал, что «абсолютной системы отсчета» в природе не существует. И, сколько бы Эйнштейн впоследствии ни утверждал, что вообще не обращал внимания на результаты экспериментальных исследований при разработке теории относительности, сомневаться в том, что результаты опытов Майкельсона — Морли способствовали быстрому восприятию столь радикальной теории научной общественностью всерьез, вряд ли приходится.

Опыт Майкельсона – Морли проведенный мною

Собрав установку из подручных средств, я решил провести эксперимент на основе эксперимента Майкельсона и Морли. Я поставил два зеркала под углом 90 градусов, между ними шло полупрозрачное зеркало, так же я поставил источник света, в роли источника выступал фонарь с мощностью светового потока 500 люмен, я был в роли наблюдателя.

Но, так как эксперимент нужно проводить на протяжении года, я так ничего и не заметил, так как по мере движения земли происходит измерение ориентации интерферометра относительно вектора v(Эфира), следовательно, по мере изменения ориентации интерферометра должна манятся интерференционная картина. Но так как не хватало времени, эксперимент оказался не совсем успешным. Но попытка была.

А. Эйнштейн. Эфир и теория относительности

Альберт Эйнштейн в своей работе «Ather und Relativitatstheorie» (1920) писал: «… ближайшее рассмотрение убеждает, что специальная теория относительности не должна отрицать существование эфира.

Необходимо признать, что эфир существует, но не следует наделять его определенными состояниями движения. Для этого необходимо его избавить от механического признака, который достался ему от Лоренца. После этого можно считать, что общая теория относительности позволяет воспринимать существование эфира. Давайте попробуем изучить данный вопрос на одном, хотя и не удачном примере.

Представьте мысленно себе волны на поверхности водяной глади. Такое явление можно рассматривать в двух ракурсах. Во-первых, можно рассмотреть, как с течением времени меняется волна, которая разделяет воздушное и водное пространство. Во втором случае, можно рассмотреть пример, в котором используются небольшие плавающие объекты, при этом исследовать, как происходит изменение с течением времени положение отдельных частиц воды.

Для этого необходимо отказаться от понятия плавающих тел, что поможет качественно исследовать движение частиц воды. Это позволит нам сконцентрировать внимание на изменениях во времени пространственного положения воды. С таким подходом мы избавляемся от основания предполагать, что вода состоит из подвижных частиц. Также правомерно мы можем считать воду непрерывной средой.

Если смотреть с другой стороны, то можно привести некоторые аргументы в пользу гипотезы об эфире. Отрицание эфира – это, в конечном счете, принятие, так как пустое пространство не может иметь никаких физических свойств. С такой трактовкой не соглашаются основные факты механики.

Принято считать, что эфир является специфической средой, которая лишена всех механических и кинетических свойств, но одновременно определяющая механические и электромагнитные процессы.

В заключение хочется сказать, что общая теория относительности наделяет пространство физическими свойствами, что не может привести к отрицанию существования эфира. Если рассматривать общую теорию относительности, то пространство не возможно без эфира.

В утверждении обратного пространство не сможет распространять свет, при этом будет отсутствовать масштабы и время, а также пространственно-временные расстояния, как физические явления. При этом эфир нельзя рассматривать, как состоящий из прослеживаемых во временном диапазоне частей. Такими свойствами может обладать только весомая материя. эфир должен быть недвижим».

Заключение

Если смотреть на теорию эфира с точки зрения современной физики, то становится реальным подойти к решениям тайн инерции, гравитации и других проблем, которые так и не смогла объяснить теория относительности А.Эйнштейна.

Теория эфира пока еще несовершенна и поверхностна, и именно поэтому необходимо всестороннее изучение данной теории, объяснение физических законов, предполагая наличие эфира как основополагающей и всепроникающей среды, которая присутствует во Вселенной.

Список используемой литературы

  1. QBIK-CLUB. Евгений. Теория эфира.
  2. Некоммерческий научно-популярный проект «Элементы большой науки». Опыт Майкельсона — Морли.
  3. Сайт о науке и философии. Эфиродинамика.


Если страница Вам понравилась, поделитесь ссылкой с друзьями:

Партнеры и статистика