\\\Opyt Ippolita Lui Fizo (1819 1896), provedennyi v 1851 g. i povtorennyi Maikel'sonom v 1886 g., kasalsya opredeleniya skorosti sveta v dvizhusheisya srede. Uproshennaya shema eksperimenta vyglyadit kak pokazano na .... 16, vzyatoi iz knigi [17, s. 99].

.... 16. Svet ot istochnika L , razdelyayas' na dva lucha, prohodit cherez trubu, po kotoroi techet voda so skorost' u. Iz-za raznosti hoda luchei v tochke A poyavlyaetsya interferencionnye polosy, kotorye mozhno sdvinut', esli izmenit' napravlenie skorosti u. Po idee, rezul'tiruyushaya skorost' dolzhna nahodit'sya po elementarnoi formule slozheniya dvuh skorostei: V = c' u, gde c' = c/n skorost' sveta v srede s koefficientom prelomleniya n. Odnako eksperiment pokazal, chto eta formula ne prigodna dlya rascheta V.

Napomnim, esli skorost' sveta v pustote oboznachit' cherez c, to v srede s pokazatelem prelomleniya n ona umen'shitsya: c' = c/n. V vozduhe, kak i v vakuume, ona ravna c' = c =300 000 km/s, tak kak dlya vozduha pokazatel' prelomleniya n blizok k edinice; dlya vody n = 1,33 i c' = 225 000 km/s, a dlya almaza n = 2,42 i c' = 124 000 km/s. Poluchaetsya, chem plotnee sreda, tem men'she skorost' sveta (plotnost' almaza v 3,5 raza vyshe vody). V akustike, v obshem, nablyudaetsya obratnaya zavisimost'. Esli v vozduhe zvuk rasprostranyaetsya so skorost'yu 331 m/s, to v vode 1482 m/s, a v stali 6000 m/s. Odnako zavisimost' skorosti akusticheskoi volny ot plotnosti sredy ne stol' odnoznachna i zavisit ot stroeniya veshestva (sm. tabl. 3 Vvedenie v akustiku).

Fuko pokazal, kogda vodnaya sreda nachinaet peremeshat'sya, skorost' sveta v nei nahoditsya po "relyativistskoi" formule slozheniya dvuh skorostei:

gde u = 7 m/c, pri kotoroi ne obrazuetsya turbulentnyh .... Na odnom uchastke truby skorost' dvizheniya vody u sovpadaet so skorost'yu c' i togda v formule figuriruet, na drugo uchastke ne sovpadaet i togda stavitsya "".

No ni o kakoi "relyativistskoi" traktovke poslednei formuly v seredine XIX veka ne moglo byt' i rechi. Interpretacii poddavalas' ee priblizhennoe znachenie, za kotorym skryvalos' bolee slozhnaya zavisimost' rezul'tiruyushei skorosti V ot dliny volny svetovogo izlucheniya. Vyrazhenie stoyashee v skobkah nazyvalos' koefficientom uvlecheniya, kotoryi vyvel i ob'yasnil Ogyusten Zhan Frenel' (1788 1827) eshe v 1818 godu, posle eksperimenta, provedennogo Dominikom Fransua Zhanom Arago (1786 1853).

Arago eksperimentiroval s dvizhusheisya steklyannoi prizmoi, izmeryaya pri etom ugol aberracii. On rasschityval, chto dva znakomyh nam vektora skorosti budut skladyvat'sya i vychitat'sya obychnym obrazom: V = c' u. Togda, v sootvetstvii s logikoi eksperimenta, dolzhen byl izmenit'sya ugol aberracii. Odnako s tochnost'yu do odnoi uglovoi sekundy velichina α = 20,45", naidennaya Dzh. Bredli, ne menyalas'.

Cel' eksperimenta mozhno bylo sformulirovat' inache i reshat' obratnuyu zadachu: kak izmenitsya pokazatel' prelomleniya prizmy, nahodyasheisya na Zemle, dvizhusheisya so skorost'yu 30 km/s, esli cherez prizmu propuskat' svet ot nepodvizhnoi zvezda. Togda otricatel'noe zaklyuchenie iz etoi postanovki zadachi vyglyadit tak: pokazatel' prelomleniya prizmy ne menyaetsya.

Frenel' prinyal, chto svetovye volny nosyat prodol'nyi harakter, kak i akusticheskie volny (poperechnyi harakter svetovyh voln byl ustanovlen im v 1821 godu). Skorost' zvuka v tom ili inom veshestve, kak my uzhe znaem (Vvedenie v akustiku), zavisit ot plotnosti veshestva. Izbytok plotnosti voznikaet v rezul'tate razlichnogo roda vozbuzhdenii sredy, naprimer, vozdushnyh i vodnyh vihrei. Esli akusticheskie volny propuskat' cherez dvizhushiisya so skorost'yu u vihr', to ih zvukovaya skorost' vnutri vihrya budet reagirovat' na izbytochnuyu plotnost' v sootvetstvii s "relyativistskoi" formuloi. Kazhetsya, chto v vihre kruzhitsya ves' zaklyuchennyi v nem vozduh i perenositsya vmeste s vihrem. Esli tak, to rezul'tiruyushaya skorost' opredelyalas' by po "klassicheskoi" formule slozheniya skorostei, no etogo ne sluchilos'. Na vysokom formal'no-teoreticheskom urovne Frenelyu udalos' provesti parallel' mezhdu opticheskimi i akusticheskimi yavleniyami. On pokazal, chto uvlecheniyu podvergaetsya lish' izbytok plotnosti efira v material'nyh telah po sravneniyu s plotnost'yu efira v otkrytom kosmose.

Volnovaya teoriya Frenelya, ob'yasnyayushaya celyi kompleks opticheskih problem, vklyuchaya difrakciyu i polyarizaciyu, bezmyatezhno gospodstvovala pri i ego zhizni i zatem eshe bez malogo dva desyatka let posle ego smerti. Francuzskaya shkola optikov, prezhde vsego, v lice Arago, Frenelya, Fuko i Fizo, yavno dominirovala v mire. Anglichane, vechnye konkurenty francuzov, s zavist'yu vzirali na uspehi svoih protivnikov ne tol'ko v nauchnoi sfere, no takzhe kul'turnoi, politicheskoi i voennoi.

Frenel' vyvel koefficient chastichnogo uvlecheniya, operiruya dvumya harakteristikami efira, opredelyayushimi skorost' sveta. Eto ego uprugost', kotoraya ostavalas' neizmennoi dlya dvizhushihsya sred, i ego var'iruemoi plotnosti. Anglichanin Dzhordzh Gabriel' Stoks (1891 1903) v seredine 1840-h godov vpervye vyskazal ideyu polnogo uvlecheniya efira dvizhushimisya ob'ektami takimi, naprimer, kak nasha planeta. Pri etom on opiralsya na tret'yu mehanicheskuyu harakteristiku efira vyazkost'. V 1849 godu on opublikoval fundamental'nuyu rabotu O teorii vnutrennego treniya v dvizhushihsya zhidkostyah i o ravnovesii i dvizhenii uprugih tverdyh tel, v kotoroi poluchil znamenitoe differencial'noe uravnenie dlya opisaniya dvizheniya vyazkih zhidkostei.

Stoks schital, chto Zemlya celikom uvlekaet efir ne tol'ko vnutri svoego ob'ema, no i daleko za predelami svoei poverhnosti. Kak vysoko prostiraetsya sloi uvlekaemogo planetoi efira neizvestno. Miller, pytayas' izmerit' skorost' efirnogo vetra, staralsya podnyat'sya vmeste s interferometr kak mozhno vyshe: byt' mozhet, tam vysoko v gorah ili na vysote poleta dirizhablya duet veter. Eksperiment Fizo 1851 goda byl horosh kak raz tem, chto ubeditel'no dokazyval ne sostoyatel'nost' teorii Stoksa i spravedlivost' teorii Frenelya.

V 1868 godu vsem izvestnyi anglichanin, Dzheims Klerk Maksvell (18311879), sam prodelal opyt, analogichnyi opytu Fizo. Odnako, po itogam eksperimentirovaniya on vynuzhden byl priznat' pobedu za teoriei Frenelya. Tak kak eksperiment Fizo kasalsya effekta pervogo poryadka po β, Maksvell vyskazal predpolozhenie, chto effekt po β², vozmozhno, dast o sebe znat' v budushem, kogda fiziki nauchatsya izmeryat' stol' malye velichiny.

Sleduyushii za etim eksperiment, provedennyi anglichaninom Dzhordzhem Biddelem Eiri (18011892) v 1871 godu po izmereniyu zvezdnoi aberracii pri nablyudenii cherez teleskop, zapolnennyi vodoi, takzhe podtverdil pravotu Frenelya. Nakonec, eksperiment 1886 goda, osushestvlennyi Maikel'sonom i Morli, po sheme blizkoi k eksperimental'noi ustanovke Fizo 1851 goda, eshe raz dokazali vernost' teorii chastichnogo uvlecheniya efira. Vot, kak ob etom govoril Maikel'son na yubileinoi konferencii 1927 goda:

V 1880 godu ya zadumalsya nad vozmozhnost'yu izmereniya opticheskim sposobom skorosti v dvizheniya Zemli v Solnechnoi sisteme. Rannie popytki obnaruzhit' effekty pervogo poryadka osnovyvalis' na idee dvizheniya sistemy skvoz' stacionarnyi efir. Effekty pervogo poryadka proporcional'ny v/c, gde c skorost' sveta. Ishodya iz predstavlenii o lyubimom starom efire (kotoryi teper' zabroshen, hotya ya lichno eshe ego priderzhivayus'), ozhidalas' odna vozmozhnost', a imenno, chto aberraciya sveta dolzhna byt' razlichnoi dlya teleskopov, zapolnennyh vozduhom ili vodoi. Odnako eksperimenty pokazali vopreki sushestvuyushei teorii, chto takoi raznicy ne sushestvuet.

Teoriya Frenelya pervaya ob'yasnila etot rezul'tat. Frenel' predpolozhil, chto veshestvo zahvatyvaet efir, chastichno (uvlechenie efira), pridavaya emu skorost' v, tak chto v' = kv. On opredelil k koefficient Frenelya cherez pokazatel' refrakcii n: k = (n² 1)/n². Etot koefficient legko poluchaetsya iz otricatel'nogo rezul'tata sleduyushego eksperimenta.\\\

\\\