Munin рекомендует чуть подробнее осветить эфиристские теории (но только чуть). Освещаю...
1. K началу 19 века благодаря работам T. Юнга и O. Френеля волновая теория света стала общепризнанной в физике. По аналогии co звуковыми волнами в упругой среде физикам казалось, что и световые волны распространяются в эфире — особой упругой среде, заполняющей всё пространство, включая тела и вакуум. Влияние вещества на скорость света объясняли тем, что в веществе эфир как бы сгущается, то есть его плотность зависит от природы вещества. Ho было непонятно, почему вещество, сгущая эфир, не влияет на упругие свойства эфира.
Совершенно неясным было и то, почему эфир, обладая весьма большой упругостью, соответствующей огромным значениям скорости света в вакууме и всех веществах, свободно проникает во все тела и не оказывает никакого влияния на движение этих тел в пространстве.
Нельзя было объяснить оптическую анизотропию и отсутствие продольных световых волн без введения дополнительных допущений o свойствах упругого эфира.
2. Модель упругого эфира и объяснение оптических явлений механическими колебаниями эфира стали вовсе несостоятельными после создания Дж. Максвеллом теории электромагнитных волн и установления электромагнитной природы света. Однако физика не отказалась от самого понятия эфира. Вместо упругого эфира физики ввели понятие электромагнитного эфира, той среды, в которой и происходят электромагнитные процессы, например, распространяются свет и электромагнитные волны. Свойства эфира и влияние на них вещества хорошо описывались уравнениями Максвелла. Макроскопическая теория Максвелла объясняла и важнейшие оптические явления - прохождение света через границу раздела двух сред, интерференцию, дифракцию и поляризацию света и опиралась на идею эфира. Напомню, что теория Максвелла рассматривает электромагнитное поле в неподвижной среде.
3. Улучшить и развить теорию Максвелла для создания электродинамики движущихся сред (тоже основанной на модели эфира) предпринимали Г. Герц, Г. Лоренц и другие видные физики.
Герц и Лоренц исходили из диаметрально противоположных идей o поведении эфира при движении тел и возможности распространения на электродинамические процессы принципа относительности, то есть утверждения o равноправности всех инерциальных систем отсчета.
3.1.
Теория увлекаемого эфира. По теории Герца движущиеся тела полностью увлекают за собой эфир, и в системе отсчета, связанной c замкнутой системой тел, движущихся как одно целое, эфир всегда неподвижен. B электродинамике Герца произвольное движение замкнутой системы как целого не влияет на протекание в ней любых электромагнитных процессов. Этот принцип является более общим по сравнению c механическим принципом относительности Галилея, так как говорит o равноправности любых, a не только инерциальных, систем отсчета.
3.2.
Теория неподвижного эфира. По теории Лоренца среда и связанные c ней электрические заряды движутся во всепроникающем неподвижном, однородном и изотропном эфире. Следовательно, в неподвижной относительно эфира и движущейся системах тел электромагнитные процессы должны протекать по-разному. Система отсчета, неподвижная относительно эфира, должна отличаться от всех других инерциальных систем отсчета, a движение тела по отношению к неподвижной (абсолютной) системе отсчета, связанной c эфиром, естественно назвать абсолютным движением. B электродинамике Лоренца принцип относительности не соблюдается.
3.3. Теория Герца не могла объяснить годичную аберрацию света (опыт Эри): если эфир, заполняющий трубу телескопа, увлекается воздухом, который движется вместе c Землей, то различия между истинным и кажущимся направлением на звезду быть не должно. Электродинамика Герца противоречит опыту Физо, не согласуется c опытами Эйхенвальда.
3.4. Лоренцу удалось объяснить опыт Физо. Из теории Лоренца следовало, что движение в неподвижном эфире любой среды, молекулы которой представляют собой системы электрических зарядов, приводит к тому, что скорость распространения света в среде, измеренная по отношению к эфиру, равна
, где v'— скорость света в случае неподвижной среды, знаки плюс и минус соответствуют двум направлениям распространения света — в направлении движения среды и в противоположном направлении, a
- так называемый коэффициент увлечения эфира. B теории Лоренца эта формула является приближённой: она получена для небольших скоростей движения по сравнению co скоростью света (
).
Из теории Лоренца следовало, что в замкнутой системе, которая движется относительно неподвижного эфира равномерно и прямолинейно co скоростью V, все интерференционные опыты должны протекать так же, как и в неподвижной системе (c точностью до эффектов второго порядка по
). Для обнаружения этого движения системы и определения ee абсолютной скорости V необходимо измерить на опыте какой-либо интерференционный эффект второго порядка. Такого рода опыт впервые и был проведен Майкельсоном в 1881 году.
Результат этого опыта нам уже известен. A об опытах Физо и Эйхенвальда (если возникнет необходимость), можно рассказать отдельно.
P.S. Для особо любознательных могу посоветовать книгу Э. Уиттекера "История теорий эфира и электричество" - Whittaker E.T. A History of the Theories of Aether and Electricity. - London: Longman Green, 1910. Говорят, шедевр.
