Распространение света

Размещено на http://www.allbest.ru/

Распространение света

Кирсанов Андрей Иванович

Специальная теория относительности (С.Т.О.) Альберта Эйнштейна всё время доказывает безошибочность своего математического построения, но сама базируется на заведомо ложных предположениях.

В связи с отступлением от реальности С.Т.О. составила схему мира, полного парадоксов. Самым печальным детищем С.Т.О. явилась привилегированная система отсчёта. Теперь само собой разумеющимся становится заранее полагать какой именно объект движется, а какой нет. Сам принцип относительности из кинематики просто вычеркнут. Достояние великих умов науки, от Н. Коперника до Г. Галилея и И. Ньютона, получило полное своё пренебрежение.

Современные практики в описаниях результатов своих экспериментов постоянно прибегают к составлению бесчисленных шаблонов для объяснения опытов. И всё это для того, чтобы хоть как-то продвигать науку вперёд. Но шаги к пониманию окружающего всё время затрудняются "Теорией Относительности" А. Эйнштейна, навязывающей иллюзорную картину мира.

Наблюдатель.

Так как понятие "наблюдатель" будет встречаться не раз, то стоит его оговорить заранее.

Определение: понятие "наблюдатель" включает в себя произвольно выбранное пространственное положение материальной точки, находящейся в покое при рассмотрении любого движения. Таким образом, наблюдатель никогда никуда не движется, поскольку, раз уж замечено движение, то оно замечено со стороны -- а это значит, что функции наблюдателя перешли другому. Ещё одно свойство наблюдателя: при любом рассмотрении наблюдатель выступает в единственном числе. То есть объектов, относительно которых можно рассматривать движение, может быть сколько угодно, само же рассмотрение движения должно осуществляться поочерёдно; сразу в нескольких местах наблюдатель не в состоянии находиться. Последнее свойство наблюдателя указывает на то, что наблюдение с любого одного объекта будет отличаться от наблюдения с любого другого объекта.

Уточнение известного.

Один из постулатов С.Т.О. Альберта Эйнштейна гласит, что по всем направлениям скорость распространения света в пустоте имеет одно и то же значение с (3Ч10⁵км/с).

Формулирование постулата опиралось на опыты определения величины скорости света. Достаточно ли точно обобщалось увиденное в этих опытах?

Дело в том, что все известные опыты по определению скорости света были построены таким образом, что свет двигался всегда в направлении к наблюдателю. Казалось бы, какая разница, ведь положение наблюдателя может рассматриваться в любом из всевозможных направлений -- тем более постулат достоин обратить своё внимание и на этот факт. По этой причине постулат примет уже следующую, более точную форму: из любой точки пространства в пустоте, движение света в направлении к наблюдателю происходит с одной и той же скоростью равной с.

Принимая этот постулат можно утверждать, что скорость излучаемого света не зависит от скорости движения излучателя, а наблюдатель, как мы уже знаем, итак никуда не движется (на то он и наблюдатель). Конечно, в зависимости от скорости излучателя, импульс света меняется -- это затрагивает изменение длины волны света (эффект Доплера) -- сама же скорость света постоянна. Вполне возможно, если бы А. Эйнштейном рассматривался эффект Доплера, то С.Т.О. приняла бы совсем другой вид.

Изучим подробнее систему из двух объектов: первый -- излучатель, второй -- наблюдатель. Излучатель посылает свет, а наблюдатель его принимает.

Рисунок 1.

В рисунке 1, где В -- излучатель, а А -- наблюдатель, после момента излучения света, из точки В (это точка излучения) излучатель может переместиться в точку В₁, либо в точку В₂, или ещё куда угодно в пространстве. Расстояние, преодолеваемое светом, не привязано к перемещению самого излучателя. Свет всегда преодолевает расстояние от точки излучения до наблюдателя. Именно от точки излучения, а не от объекта, который после вспышки света может находиться где угодно. Похожа ситуация в футболе: игрок даёт пас, мяч летит от него, и не факт, что сам пасующий останется на месте -- он может перебежать в каком угодно направлении пока летит мяч. Сам же мяч летит с той точки на поле, откуда его послали.

Вот и излучатель не вправе поменять путь света после излучения. От того, что излучатель потом окажется в точках В₁ или В₂, путь движения света не увеличится и не уменьшится. Излучение света происходило в точке В, значит именно эта точка пространства берётся за пункт отправления света. И эта точка (точка излучения) всегда неподвижна относительно наблюдателя.

Это широко используется в астрономии. Например, наблюдая за звездой, находящейся от нас в тысячу световых лет, мы видим всего лишь её изображение, и замечаем событие, которое происходило в данном месте тысячу лет назад. Всё очень просто. В представленном случае свет от звезды шёл тысячу лет, благодаря чему становится возможным наблюдать свет, излучённый из того места, где звезда была тысячу лет назад. Вполне естественно, что сама звезда после этого может куда-нибудь переместиться.

Эффект Доплера.

Гадать можно долго, всё-равно остаётся непонятным почему до сих пор С.Т.О. просто обходит стороной серьёзное обсуждение эффекта Доплера в рамках самой С.Т.О. Где-то отдельно, конечно, эффект Доплера рассматривался, как приложение и интересное поведение света. Всё-таки данному наблюдению принадлежит основополагающая роль в особенностях распространения света. Итак, что об этом эффекте нам известно?

Если в момент излучения, сам излучатель удаляется от наблюдателя, то наблюдатель видит свет с более удлинённой волной, нежели в случае неподвижного источника относительно наблюдателя. И, наоборот, если излучатель испускал свет, двигаясь в сторону наблюдателя, то длина волны света уменьшалась. Это явление известно, как эффект Доплера. Взаимосвязь длин волн света приближающегося объекта (R), неподвижного (r) и скорости движения самого объекта (V) можно представить в следующем виде:

, для ситуации приближения объекта.

Скорость меняет свой знак на противоположный при удалении объекта от наблюдателя. Как видим, формула проста до предела, если только не замудряться по-эйнштейновски. Ну так выключим же теорию относительности! И какой мир мы тогда увидим?

Выключаем С.Т.О.

Отложим в сторону С.Т.О. А. Эйнштейна в связи с изменением постулата и, используя эффект Доплера, изобразим что именно увидит наблюдатель, заглядывая в иллюминатор удаляющегося космического корабля? Помимо увеличения длин волн всего спектра света, наблюдателю бросится в глаза, что все движения внутри космического корабля замедлились. Наблюдатель увидит замедленные движения космонавта, более заниженный его пульс. Часы на его руке замедлили свой ход, само время на космическом корабле замедлилось. Распространение света от включённого космонавтом фонаря наблюдатель увидит в замедленном виде, что совсем не нарушает принятую в постулате поправку о наблюдаемом распространении света. И, наконец, сам космический корабль будет удаляться с меньшей видимой скоростью от наблюдателя.

Если же космический корабль, напротив, будет приближаться к наблюдателю с достаточной скоростью, то наблюдатель в состоянии увидеть, что время на корабле убыстрилось, скорость самого корабля увеличилась относительно его реальной скорости.

Всё это следует из рассмотрения эффекта Доплера. Взаимосвязь упомянутых величин можно записать в следующем виде для приближения объекта: эйнштейн скорость свет относительность

где: R -- длина волны света движущегося объекта,

r -- длина волны света неподвижного объекта,

V -- скорость объекта (относительно наблюдателя),

U -- видимая наблюдателем скорость объекта,

T -- реальный интервал времени,

t -- интервал времени наблюдаемый на объекте,

с -- скорость света.

И, конечно, необходимо иметь чёткое представление что является реальным объектом, а что всего лишь его изображением и наблюдается при помощи света.

Следует заметить, что в формуле представлен предельный случай -- либо приближение объекта к наблюдателю, в котором скорость принимает положительное значение, либо удаление объекта, при рассмотрении которого его скорость меняет свой знак на отрицательный. Сложные движения, естественно, потребуют непринципиальных дополнительных поправок.

В формуле (4.1) интересно прослежена связь между реальной скорости объекта и той, что мы видим. Эту взаимосвязь видимой наблюдателем скорости объекта (U) и его реальной скорости (V) можно представить в следующем виде для ситуации, когда объект приближается:

U=V/(1-V/c).

Если взять скорость за отрицательную, в ситуации, когда объект удаляется, то можно получить:

U=-V/(1+V/c).

Рассмотрение эффекта Доплера делает возможным такие наблюдения.

Поведение света.

Рисунок 2.

Вернёмся и более полно рассмотрим исследование вспышек света произведённых движущимся излучателем. Уже представлен случай, в котором движущийся излучатель, находящийся в точке B, посылает вспышку света наблюдателю точки А (рисунок 2). Так как излучатель движется, то, излучив свет в точке В, он продолжает, к примеру, удаляться от наблюдателя, что не сказывается на скорость распространения света, так как сама точка излучения не связана с излучателем (см. рисунок 2). Зная расстояние от А до В в момент излучения и время движения света, принципиально не трудно вычислить эту скорость света. Она равна величине с.

Представим другой случай, в котором и наблюдатель и излучатель находятся в точке А, а в точке В находится движущийся объект (рисунок 3). Излучатель даёт вспышку света из точки А, и наблюдатель повёл следующие рассуждения:

Рисунок 3.

"Если уж объект удаляется от источника, то свету понадобится больше времени, чтобы его достигнуть, ведь объект, удаляясь, переместится из точки В в другую, на более далёком расстоянии". Просмотрев записи так называемого "чёрного ящика" на объекте, наблюдатель сталкивается с совсем неожиданным. Оказывается свет шёл тоже самое время, хотя от наблюдателя до объекта расстояние стало больше, чем просто от А до В, ведь объект был в движении, а значит удалялся. Наблюдатель точки А делает вывод, что в последнем случае свет двигался с большей скоростью чем обычно.

Всё задавая и задавая себе вопрос, почему так ведёт себя свет, наблюдатель, сгорая от нетерпения, решил повторить опыт, но с небольшим изменением. Излучатель остался в точке А, а наблюдатель перемещается на движущийся объект, чтобы своими глазами всё увидеть.

Что же он увидел? Во-первых, это то что сам объект В неподвижен. И это правильно, так как наблюдатель объекта В не может двигаться относительно себя -- для этого ему необходимо выйти из себя. Но это уже не физическая задача!

Рисунок 4.

Второе, что увидел наблюдатель -- это удаление излучателя из точки А (рисунок 4). После вспышки света излучатель удаляется, а свет начинает своё движение с привычной для себя скоростью из точки излучения, то есть неподвижной точки пространства относительно наблюдателя в точке В. В момент излучения расстояние между наблюдателем и излучателем было АВ -- именно это расстояние и проходит свет. Свет излучался из точки пространства, в которой находился излучатель в этот момент. После излучения излучатель может находиться где угодно, на движении света это не скажется. Вот она -- проверка поправки постулата.

Из всего этого наблюдатель выводит следующее правило для распространения света: наблюдатель видит свет, излучаемый всегда из неподвижной точки пространства независимо от движений самого излучателя.

Снятие ограничений. До сих пор ничего не сказано о величине допустимой скорости объекта. Если в С.Т.О. А. Эйнштейна квадратный корень ограничивал скорость на максимальной величине с, то в рассмотренных здесь формулах подобное ограничение не предусматривается. Какой предел скорости движения объекта?

Если допустить, что скорость объекта может быть сколько угодно большой, а не ограничиваться величиной в 3Ч10⁵км/с, то и от этого не изменится механизм распространения света. Само движение света не привязано к объекту наблюдения. Свет излучается из точки пространства, где находился объект в момент излучения. Поэтому скорость объекта может быть любой. Так, короткоживущие элементарные частицы успевают, до их распада, проходить большие расстояния не благодаря суперспособности однобоко замедлять время, а просто имея достаточную скорость -- всё-таки поспевают переместиться из одной точки в другую не распадаясь.

Как движение объекта с любой скоростью отображается на его спектре? С какой бы скоростью объект не удалялся, наблюдается увеличение длины волны света. Рассматривая случай приближения объекта, наблюдения дают уже другой результат. Не трудно увидеть, что при движении объекта к наблюдателю, длина волны света будет уменьшаться. После достижения объектом скорости света, длина волны начнёт снова расти. И, наконец, в случае приближения объекта к наблюдателю более чем с удвоенной величиной скорости света, длина волны будет больше, чем у неподвижного объекта. В этом случае нельзя однозначно утверждать по смещению спектра, удаляется объект или приближается.

Космические иллюзии. Приближение объекта со скоростью более световой подарит наблюдателю очень интересное явление. Будет видно, что время на объекте потекло вспять. Это всего лишь видимое течение времени, как при просмотре киноплёнки в обратном направлении. На самом деле время на реальном объекте (а не его изображении) всегда течёт также, как и у наблюдателя. По возвращении космонавта на Землю его часы показывают такое же время, как и у землянина. Если, конечно, оба исправно их заводили!

Размещено на Allbest.ru