СПОСОБ ПРОВЕРКИ ОТСУТСТВИЯ ВЛИЯНИЯ ОРБИТАЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ЗЕМЛИ НА СКОРОСТЬ СВЕТА Российский патент 2012 года по МПК G01J7/00 

Способ относится к области измерения величины скорости света.

Изобретение может быть использовано для более точной оценки скорости распространения света и проверки зависимости или независимости ее от движения системы отсчета, связанной с положением Земли на орбите.

Ответ на вопрос: одинакова ли скорость света во всех направлениях при измерении в лаборатории, например, связанной с Землей, имеет фундаментальную важность для физики. Преобладающая система представлений в физике подразумевает, что скорость света является изотропной, что нет никакой выделенной системы отсчета, что абсолютное движение не наблюдалось. Это сущность постулата Эйнштейна 1905 года, что скорость света независима от выбора наблюдателя.

Наиболее известным из опытов, подтверждающих постулат Эйнштейна, является ставший уже классическим опыт Майкельсона-Морли (Michelson, Morley, 1887), основанный на интерференции световых волн (Физическая энциклопедия, т.3. - М.: Большая российская энциклопедия; стр.27, 28.). Поскольку отрицательный результат этого опыта не удовлетворил ни Майкельсона, ни многих других физиков, он периодически повторялся при постоянном усовершенствовании техники измерений. Однако данные методы используют не прямое измерение скорости света, а косвенное, основанное на изучении интерференционной картины.

Более прямой способ, чем интерферометр Майкельсона, использовал профессор Стефан Маринов. Основная идея предложенного способа заключается в регистрации изменения скорости прохождения луча света заданного расстояния между двумя синхронно вращающимися зеркалами (Маринов С. Экспериментальные нарушения принципов относительности, эквивалентности и сохранения энергии. / Физическая мысль России, 1995. N2. С.52-77). Этот способ является наиболее близким к предлагаемому и выбран в качестве прототипа. Результаты экспериментов С.Маринова с вращающимися дисками свидетельствуют в пользу факта движения Земли в абсолютном пространстве (т.е. относительно неподвижного эфира) со скоростью порядка 300 км/с. Однако в техническом отношении эксперимент весьма сложен, т.к. непосредственно измеряемые параметры подвержены влиянию различных атмосферных и других факторов и требует тщательной настройки как механических, так и оптических систем аппаратуры. Это существенно ограничило длину базы, на которой проводились измерения и соответственно точность измерений.

Влияние орбитального движения Земли на скорость света связано с изменением гравитационного потенциала, следует из общей теории относительности Эйнштейна и экспериментально обнаружено (Уилл К. Теория и эксперимент в гравитационной физике. Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1985. 296 с. С.145).

Целью изобретения является проверка отсутствия влияния орбитального движения Земли на скорость света путем повышения точности оценки скорости распространения света в зависимости от положения Земли на орбите.

Указанную цель достигают следующим образом. Для устранения отмеченных недостатков известного способа Маринова используют способ, заключающийся в непосредственном измерении скорости прохождения единичного светового импульса по световоду. Повышение точности измерений обеспечивают путем многократного пропускания светового импульса по достаточно длинному световоду, что позволяет использовать базу измерений порядка миллионов километров.

Предлагаемый способ осуществляют в следующей последовательности.

Собирают установку (фиг.1), например, состоящую из волоконно-оптического контура 1, по которому пропускают световой импульс, сформированный лазером 2, оптико-электронного преобразователя 3, электронного управляющего устройства 4, устройства регистрации и индикации 5. Для обеспечения стабильности в измерениях, собранную установку (кроме устройства регистрации и индикации) помещают в термостат 6, поддерживающий стабильный температурный режим измерительного оборудования.

Измерения проводят периодически в процессе движения Земли по орбите вокруг Солнца. При измерениях по сигналу электронного управляющего устройства 4 лазер 2 формирует единичный световой импульс и направляет его по волоконно-оптическому контуру 1. Одновременно начинают отсчет времени. Когда световой импульс достигает оптико-электронного преобразователя 3, последний вырабатывает управляющий сигнал, по которому электронное управляющее устройство 4 прекращает отсчет времени и выводит результат на устройство регистрации и индикации 5. Электрическое питание блоков осуществляют от стабилизированных источников тока.

Для увеличения точности измерений многократно пропускают импульс по волоконно-оптическому контуру. В этом случае по сигналу, выработанному оптико-электронным преобразователем 3, электронное управляющее устройство дает сигнал лазеру 2 на перезапуск светового импульса и производит отсчет количества циклов. При достижении заданного количества циклов прохождения светового импульса по волоконно-оптическому контуру производят отсчет времени и его регистрацию. Периодически повторяют измерения в течение года, учитывая изменение положения Земли на орбите. Отсутствие влияния орбитального движения Земли на скорость света проверяют, используя измеренные разности времен многократного прохождения базового контура путем сравнения их с оценкой этих разностей по специальной теории относительности (например, в соответствии с [3]).

Способ может быть использован для уточненной проверки отсутствия влияния орбитального движения Земли на скорость распространения света.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Физическая энциклопедия, т.3. - М.: Большая российская энциклопедия, стр.27, 28.

2. Маринов С. Экспериментальные нарушения принципов относительности, эквивалентности и сохранения энергии. / Физическая мысль России, 1995. N2. С.52-77.

3. Уилл К. Теория и эксперимент в гравитационной физике. Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1985. 296 с. С.145.

Изобретение относится к области измерения скорости распространения светового излучения и может быть использовано для более точной оценки влияния параметров движения Земли на скорость распространения света. Согласно способу измеряют скорость прохождения единичным световым импульсом заданного расстояния при различных положениях Земли на орбите. Особенность предложенного способа проверки отсутствия влияния орбитального движения Земли на скорость света заключается в том, что единичный световой импульс многократно пропускают по замкнутому базовому контуру (световоду), а об отсутствия влияния орбитального движения Земли на скорость света судят по измеренной разности времени многократного прохождения световым импульсом базового контура. Изобретение позволяет проверить один из основных постулатов современной физики о постоянстве скорости света и принятое в современной метрологии определение ее точного значения, а именно проверить отсутствие влияния орбитального движения Земли на величину скорости распространения света. 1 ил.

Способ проверки отсутствия влияния орбитального движения Земли на скорость света, заключающийся в регистрации изменения скорости света в зависимости от положения Земли на орбите, отличающийся тем, что единичный световой импульс многократно пропускают по замкнутому световоду (контуру) и об изменениях судят по разности времени многократного прохождения базового контура.