Освещение искусственное и естественное, светотехника. интерференционный опыт.
В 1887 г. Майкельсон совместно с Морли выполнил в США свой знаменитый интерференционный опыт, пытаясь измерить влияние движения Земли по ее орбите (она перемещается на 30 км в 1 сек) на скорость света (которая в 10000 раз больше). Он пытался измерить так называемый эфирный ветер около Земли. К своему удивлению, Майкельсон обнаружил, что не было никакой разницы, посылался ли свет в направлении движения Земли или в обратном направлении; скорость света оставалась неизменной. Исходил ли свет от источника, находившегося в покое или движущегося, скорость света оставалась той же самой. Интерференционный опыт Майкельсона был поставлен столь точно, что ожидаемый эффект, обусловленный скоростью Земли, должен был бы легко обнаружиться.
Это била мучительная загадка, и пришлось побуждать до i#G5 г., w* пряхзда в науку немецкого ученого Эйнштейна, построившего на основе этих любопытных отрицательных экспериментальных результатов теорию относительности. Эксперимент продемонстрировал, что скорость света была постоянна независимо от скорости источника или приемника. Эйнштейн просто сказал: «Очень хорошо, давайте постулируем, что скорость света всегда постоянна; посмотрим, к какой геометрии это приведет». Рассуждая строго и тем не менее просто, Эйнштейн показал, что принятие этого постулата приводит к самым неожиданным свойствам материи. Было обнаружено, что масса зависит определенным образом от скорости и с ростом скорости увеличивается. Длина также зависит от скорости и сокращается с увеличением скорости. Измерение времени, измерение скорости и т. п. — все оказалось зависящим от скорости. Формула, связывающая массу со скоростью, такова, что масса тела стремится стать бесконечно большой, когда скорость приближается к скорости света. В то же время с увеличением скорости длины сокращаются, стремясь к нулевому значению по мере приближения скорости к скорости света. Эти предсказания теории относительности были подтверждены неоднократно различными экспериментами в начале XX в.
формула Эйнштейна
Одним из самых неожиданных результатов была знаменитая формула Эйнштейна, связывающая массу и энергию. В основе всей научной философии XIX в. лежали два совершенно отдельных представления — сохранение массы и сохранение энергии. Согласно этим представлениям, изменения энергии могут происходить, но полная энергия во Вселенной постоянна, то же самое справедливо Для массы. Что же установил Эйнштейн? Он показал, что масса и энергия взаимосвязаны. Эквивалентная данному количеству вещества энергия равна массе, умноженной на квадрат скорости света. Когда скорость света выражается в см/сек, то это очень большое число; отсюда следует, что энергия, эквивалентная данному количеству вещества, на самом деле очень велика. Масса в 400 г (любого рода) эквивалентна энергии, выделяемой при сгорании полутора миллионов тонн угля.
Именно это соотношение Эйнштейна, связывающее массу с энергией, объясняет громадную величину энергии, излучаемой Солнцем, ибо при чрезвычайно высоких температурах, существующих в недрах Солнца (где температура может превышать сотни миллионов градусов), происходит постоянное превращение массы в энергию. Каждую секунду Солнце теряет не^ сколько миллионов тонн не в виде выбрасываемого вещества, а в результате излучения, которое выделяется в космическое пространство. Доля, поглощаемая Землей, составляет всего 1/2 000 000 000 часть полной энергии, излучаемой Солнцем. Это грандиозное превращение атомной энергии происходит в Солнце все время.
Интересно, что наши знания о превращении атом; ной энергии первоначально явились следствием академического эксперимента, в котором мыслилось только установить, как действует движение Земли на скорость света. Равным образом любопытен и тот факт, что, когда ч в конце XIX в. проводились эти эксперименты, казалось, что обоснованность электромагнитной теории распространения света и радиации всех видов установлена прочно. Ничто не предвещало надвигающейся революции, Физика спокойно дожидалась лишь дальнейших усовершенствований и новых подтверждений принятых канонов. Казалось, волновая теория навеки закрепилась в седле.