Преглед на кодот на Физоов опит

[[Податотека:Fizeau-Mascart2.png|right|thumb|350x350px|Апарат користен во Физовиот опит]]
'''Физоов опит''' - изведен од [[Иполит Физо]] во 1851 за да ги измери релативните брзини на светлината во подвижна вода. Физо користел специјален интерферометарски аранжман за да го измериефектот на движењето на средината врз брзината на светлината.

Според теориите кое преовладувале во тоа време, светлината која патува преку подвижна средина ќе биде влечена заедно со средината, така што измерената брзина на светлината ќе биде збирот на нејзината брзина во средината плус брзината ан средината. Физо исто така забележил влечечки ефект, но големината на ефектот што го забележал бил далеку помал од очекуваниот. Неговите резултати навидум ја поддржуваа етер хипотезата на Френел, ситуација која била загрижувачка за повеќето физичари. Оттогаш, повеќе од пола век поминал пред да се најде задоволувачко објаснување за неочекуваните резултати од Физовиот опит со појавата на  [[Специјална теорија за релативноста|специјалната теорија на релативноста]] на [[Алберт Ајнштајн]].  Ајнштајн подоцна ја посочил важноста на опитот.

Покрај тоа што е наведен како Физов опит, , Физо бил активел експериментатор кој има извршено широк спектар на различни опити со мерење на брзината на светлината во различни ситуации..

== Подесување на експериментот ==
[[Податотека:Fizeau-Mascart1_retouched.png|centre|thumb|700x700px|Поднесувањето на Физовиот опит (1851)]]
Светлосен зрак кој произлегува од изворот ''S&#x2032;'' е рефлектиран од beam splitter ''G'' и е споен во паралелен зрак од леќите L. По поминувањето на цепнатинките'' O''<sub>1</sub> и ''O''<sub>2</sub>, два светлосни зраци патуваат низ цевките ''A''<sub>1</sub> и ''A''<sub>2</sub>, низ кои водата се движи напред-назад како што покажуваат стрелките. Зраците се одбиваат од огледалото ''m'' на фокусот на леќите ''L&#x2032;'', така што едниот зрак секогаш се шири во истата насока како на движењето на водата, а другиот знак обратно од движењето на водата. Откако ќе поминат напред назад низ цевките, двата зраци се спојуваат во ''S'', каде што произведуваат 
 interference fringes кои може да се визуелизираат преку илустрираното дело. Шемата на мешањето може да биде анализирана за да се одреди брзината на светлината која патува по секој дел од цевката.<ref group="P" name="fiz1">{{Наведено списание|author = Fizeau, H.|title = Sur les hypothèses relatives à l'éther lumineux|journal = Comptes Rendus|volume = 33|year = 1851|pages = 349–355|url = http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k29901/f351.chemindefer}}</ref><ref group="P" name="fiz2">{{Наведено списание|author = Fizeau, H.|title = Sur les hypothèses relatives à l'éther lumineux|journal = Ann. De Chim. Et de Phys.|volume = 57|year = 1859|pages = 385–404|url = http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k347981/f381.table}}</ref><ref group="S" name="Mascart">{{Наведена книга|last1 = Mascart|first1 = Éleuthère Élie Nicolas|title = Traité d'optique|date = 1889|publisher = Gauthier-Villars|location = Paris|page = 101|url = https://archive.org/details/traitdoptique02mascgoog|accessdate = 9 August 2015}}</ref>

== Френеловиот коефициент на влечење ==
Да претпоставиме дека тече вода низ цевки со брзина ''v''. Според не релативистичката теорија за лумниферозен етер, прзината на светлината треба да се зголеми кога е влечена заедно со водата, а да се намали кога го надминува отпорот на водата. Вкупната брзина на светлосниот зрак би требало да биде збирот на светлината коа поминува низ водата плус брзината на водата''.''

Односно, ако ''n'' е показателот на прекршување на водата , така што ''c/n'' е брзината на светлината во мирна вода, тогаш предвидената брзина на светлината ''w'' во едната насока би била
: <math>w_+=\frac{c}{n}+v \ , </math>
а предвидената брзина во другата насока би била
: <math>w_-=\frac{c}{n} - v \ . </math>
Оттука светлината која патува спротивно од текот на водата би требало да е поспора од светлината која патува со текот на водата.

Физо открил дека
: <math>w_+=\frac{c}{n}+ v\left(1-\frac{1}{n^2}\right) \ . </math>
Со други зборови, светлината се причинува дека е повлечена од водата, но големината на влечењето е многу помало од очекуваното.

Физовиот опит ги присили физичарите да ја прифатат точноста на стара, незадоволителна теорија на [[Огистен-Жан Френел]] (1818) која била земена предвид за да се објасни експериментот на Араго во 1810 година, имено, дека средина која се движи во стациониран етер влече светлина ширејќи се низ неа со само дел од брзината на средината, со коефициент на влечење ф:
: <math>f = \left(1-\frac{1}{n^2}\right) \ . </math>
Во 1895, [[Хендрик Лоренц]] го предвидил постоењето на дополнителен термин поради дисперзијата:
: <math> w_+ = \frac {c}{n} + v \left(1 - \frac{1}{n^2} - \frac{\lambda}{n} \! \cdot \! \frac{ \mathrm{d} n }{ \mathrm{d} \lambda } \right) \ . </math>

== Повторувања ==

Алберт Мишелсон и Едвард Морли го повториле Физовиот опит со подобрена прецизност, справувајќи се со неколку проблеми на оригиналниот експеримент:(1) Деформација на оптичките компоненти на Физовиот апарат би можела да предизвика вештачко поместување, (2) набљудувањето било избрзано, бидејќи протокот на водата под притисок траел кратко време,(3) имало несигурност во Физовото утврдување на протокот низ пречникот на цевките. Мишелсон го редизајнирал физовиот апарат со цевки со поголем пречник и поголем резервар обезбедувајќи 3 минути од постојан проток на вода. Неговиот интерферометарски дизајн за обичен пат обезбедил автоматска компензација на должината на патот, така што работ на белата светлина бил видлив веднаш штом оптичките елементи биле усогласени.

== Наводи ==
{{наводи|2}}
<references group="S">
<ref name="Mascart">{{Наведена книга|last1 = Mascart|first1 = Éleuthère Élie Nicolas|title = Traité d'optique|date = 1889|publisher = Gauthier-Villars|location = Paris|page = 101|url = https://archive.org/details/traitdoptique02mascgoog|accessdate = 9 August 2015}}</ref>
</references>
<references group="P">
<ref name="fiz1">{{Наведено списание|author = Fizeau, H.|title = Sur les hypothèses relatives à l'éther lumineux|journal = Comptes Rendus|volume = 33|year = 1851|pages = 349–355|url = http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k29901/f351.chemindefer}}</ref>
<ref name="fiz2">{{Наведено списание|author = Fizeau, H.|title = Sur les hypothèses relatives à l'éther lumineux|journal = Ann. De Chim. Et de Phys.|volume = 57|year = 1859|pages = 385–404|url = http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k347981/f381.table}}</ref>
<ref name="hoek">{{Наведено списание|author = Hoek, M.|title = [[s:fr:Determination de la vitesse avec laquelle est entrainée une onde lumineuse traversant un milieu en mouvement|Determination de la vitesse avec laquelle est entrainée une onde lumineuse traversant un milieu en mouvement]]|journal = Verslagen en mededeelingen|volume = 2|year = 1868|pages = 189–194}}</ref>
<ref name="laue">{{Наведување|doi = 10.1002/andp.19073281015|author = Laue, Max von|year = 1907|title = Die Mitführung des Lichtes durch bewegte Körper nach dem Relativitätsprinzip|trans_title = [[s:Translation:The Entrainment of Light by Moving Bodies in Accordance with the Principle of Relativity|The Entrainment of Light by Moving Bodies in Accordance with the Principle of Relativity]]|journal = Annalen der Physik|volume = 328|issue = 10|pages = 989–990|bibcode = 1907AnP...328..989L}}</ref>
<ref name="mich">{{Наведено списание|author = Michelson, A. A. and Morley, E.W.|title = [[s:Influence of Motion of the Medium on the Velocity of Light|Influence of Motion of the Medium on the Velocity of Light]]|journal = Am. J. Science|volume = 31|year = 1886|pages = 377–386}}</ref>
<ref name="zee1">{{Наведено списание|author = Zeeman, Pieter|title = Fresnel's coefficient for light of different colours. (First part)|journal = Proc. Kon. Acad. Van Weten.|volume = 17|year = 1914|pages = 445–451|url = http://www.archive.org/details/p1proceedingsofs17akad|bibcode = 1914KNAB...17..445Z}}</ref>
<ref name="zee2">{{Наведено списание|author = Zeeman, Pieter|title = Fresnel's coefficient for light of different colours. (Second part)|journal = Proc. Kon. Acad. Van Weten.|volume = 18|year = 1915|pages = 398–408|url = http://www.archive.org/details/proceedingsofsec181koni|bibcode = 1915KNAB...18..398Z}}</ref>
<ref name="macek">{{Наведено списание|author = Macek, W. M.|title = Measurement of Fresnel Drag with the Ring Laser|journal = Journal of Applied Physics|year = 1964|volume = 35|issue = 8|pages = 2556–2557|doi = 10.1063/1.1702908|bibcode = 1964JAP....35.2556M}}</ref>
<ref name="bilger1">{{Наведено списание|author = Bilger, H. R.; Zavodny, A. T.|title = Fresnel Drag in a Ring Laser: Measurement of the Dispersive Term|journal = Physical Review A|year = 1972|volume = 5|issue = 2|pages = 591–599|doi = 10.1103/PhysRevA.5.591|bibcode = 1972PhRvA...5..591B}}</ref>
<ref name="bilger2">{{Наведено списание|author = Bilger, H. R.; Stowell, W. K.|title = Light drag in a ring laser – An improved determination of the drag coefficient|journal = Physical Review A|year = 1977|volume = 16|pages = 313–319|doi = 10.1103/PhysRevA.16.313|bibcode = 1977PhRvA..16..313B}}</ref>
<ref name="sanders">{{Наведено списание|author = Sanders, G. A.; Ezekiel, Shaoul|title = Measurement of Fresnel drag in moving media using a ring-resonator technique|journal = Journal of the Optical Society of America B|year = 1988|volume = 5|issue = 3|pages = 674–678|doi = 10.1364/JOSAB.5.000674|bibcode = 1988JOSAB...5..674S}}</ref>
<ref name="klein">{{Наведено списание|author = Klein, A. G.; Opat, G. I.; Cimmino, A.; Zeilinger, A.; Treimer, W.; Gähler, R.|title = Neutron Propagation in Moving Matter: The Fizeau Experiment with Massive Particles|journal = Physical Review Letters|year = 1981|volume = 46|issue = 24|pages = 1551–1554|doi = 10.1103/PhysRevLett.46.1551|bibcode = 1981PhRvL..46.1551K}}</ref>
<ref name="bonse">{{Наведено списание|author = Bonse, U.; Rumpf, A.|title = Interferometric measurement of neutron Fizeau effect|journal = Physical Review Letters|year = 1986|volume = 56|issue = 23|pages = 2441–2444|doi = 10.1103/PhysRevLett.56.2441|pmid = 10032993|bibcode = 1986PhRvL..56.2441B}}</ref>
<ref name="arif">{{Наведено списание|author = Arif, M.; Kaiser, H.; Clothier, R.; Werner, S. A.; Hamilton, W. A.; Cimmino, A.; Klein, A. G.|title = Observation of a motion-induced phase shift of neutron de Broglie waves passing through matter near a nuclear resonance|journal = Physical Review A|year = 1989|volume = 39|issue = 3|pages = 931–937|doi = 10.1103/PhysRevA.39.931|pmid = 9901325|bibcode = 1989PhRvA..39..931A}}</ref>
<ref name="jones1">{{Наведено списание|author = Jones, R. V.|title = 'Fresnel Aether Drag' in a Transversely Moving Medium|journal = Proceedings of the Royal Society A|year = 1972|volume = 328|issue = 1574|pages = 337–352|doi = 10.1098/rspa.1972.0081|bibcode = 1972RSPSA.328..337J}}</ref>
<ref name="jones2">{{Наведено списание|author = Jones, R. V.|title = "Aether Drag" in a Transversely Moving Medium|journal = Proceedings of the Royal Society A|year = 1975|volume = 345|issue = 1642|pages = 351–364|doi = 10.1098/rspa.1975.0141|bibcode = 1975RSPSA.345..351J}}</ref>
</references>

{{Нормативна контрола}}

[[Категорија:Физички опити]]