DoporučujemeZaložit web nebo e-shop
 

Rychlosť svetla v hmotných sústavách.

 

                                                   Meranie indexu lomu vody zmenou tlaku vo vode. 

              Meranie zmeny absolutného indexu lomu vody zmenou statického tlaku vo vode som previedol stejným Michelsonovým interferometrom ako pri meraní zmeny absolutného indexu lomu svetla vzduchu, trubka je ale naplnená vodou . Pomalým napúšťaním stlačeného vzduchu z kompresora do trubky  na hladinu vody nastáva zmena tlaku vo vode,  ktorá spôsobí zmenu rýchlosti svetla vo vode v trubke a tá spôsobí fázový posun svetelných lúčov v ramenách interferometra,  ktorý na matnici interferometra sa prejavý ako posun interferenčných prúžkov (IP)
              Posun IP  na matnici interferometra pri zmene tlaku vo vode v trubke je dôkazom  zmeny rýchlosti svetla vo vode, teda zmeny absolutného indexu lomu svetla vo vode. Meranie zmeny absolutného indexu lomu svetla vo vode s interferometrami dokazuje platnosť zákona o indexe lomu svetla vo vode pre meranie s interferometrami. 


                            Meranie posunu interferenčných prúžkov zmenou tlaku vo vode.

                Meranie zmeny absolutného indexu lomu vody zmenou statického tlaku vo vode Michelsonovým interferometrom som uskutočnil s vloženou tlakovou trubkou naplnenou vodou podľa  Obr. 5

 

                              

                         Rýchlosť svetelného lúča héliového lasera vo vzduchu okolitej atmosféry je uha , určená je absolutným indexom lomu svetla vo vzduchu  atmosféry rovnicou uha = ch/nha , kde ch  je rýchlosť svetelného lúča héliového lasera vo vákuu, nha je absolutný index lomu svetla héliového lasera vo vzduchu okolitej atmosféry. Index lomu svetla vo vode v trubke pri tlaku pwx  je nhwx .
          Meranie prebieha tak, že pri zmene tlaku vo vode v trubke je snímaný rozdiel tlaku vo vode a vo vzduchu  okolitej atmosféry  pwx - pa, elektronickým tlakovým snímačom-tenzometrickým čidlom.Súčasne na  matnici interferometra je snímaný posun  IP  khwx.  fototranzistorom ako bodová zmena  jasu interferenčného poľa  khwx. Analógové elektrické napätie z tlakového snímača a fototranzistora je A/D prevodníkom prevedené na digitálne hodnoty a zapisané meracím programom INMES do pamäti počítača. Hodnoty z pamäti počítača sú programom INMES zapísané do tabuľky a grafu. Z nameraných hodnôt vypočítame počet posunutých IP khwx , lineárny koeficient ktw vody  a zmenu absolutného indexu lomu svetla vo vode nhwx  na zmene tlaku vo vode v trubke.

                                                   Výpočet posunu interferenčných prúžkov
           Výpočet času, ktorý potrebuje  svetelný lúč héliového lasera s rychlosťou uha v okolitej atmosfére  na prekonanie dráhy  v ramene interferometra  L1 - a je čas t1 . Svetelný lúč vo vode v trubke pri tlaku  vo vode  pwx s rychlosťou uhwx  na dráhe a  potrebuje čas t2. V druhom ramene interferometra vo vzduchu okolitej atmosféry na dráhe L2  potrebuje čas t3, Vyjadrené rovnicami
                                 t1 uha= L1- a    ,     t2 uhwx = a    ,       t3 ua = L2  ,     L1= L
         Posun IP pri zmene tlaku vzduchu v trubke vyjadríme rovnicou, ktorá fázový posun svetelných lúčov v ramenách interferometra vyjadrí ako násobok vlnovej dĺžky lha svetelného lúča vo vzduchu v ramenách interferometre  khwx lha , dostaneme rovnicu  
                                                               uha (2t1 + 2t22t3) = khwx lha ,
       do rovnici dosadíme časy t1 , t2 , t3 a dostávame základnú rovnicu interferometra  
       ,    
                                                             

            Rovnica vyjadruje zmenu absolutného indexu lomu svetla vo vode  v  trubke, pri zmene tlaku vo vode  px Merania som previedol Michelsonovým interferometrom s trubkou o dĺžke a = 0,5 m , pri zmene tlaku vo vode v meranej trúbke px = 100 až 1000 mb. 
          Namerané výsledky  sú zhodné s vypočítanými hodnotami  pomocou absolutného indexu lomu svetla vo vode. Merania potvrdili lineárny vzťah posunu interferenčných prúžkov na zmene tlaku vzduchu v tlakovej trubke.              
           Lineárnu závislosť posunu interferenčných prúžkov
khwx pri zmene tlaku vo vode px v trubke o dlžke a vyjadruje
lineárny koeficient pre meranú trubku ktw , ktorý  vypočítame z nameraných hodnôt z rovnici
                                                        

       Lineárne koeficient khtw (mb/k) je smernicou priamky lineárnej rovnici a platí pre meranie s trubkou o dlžke  a. Lineárny koeficient khw platí pre trúbku o dĺžke 1 m. Pre lineárne koeficienty platí rovnica  

                                                                    khw = 2 ktw a                                                         (mb/k/m) 
          Dosadením do základnej rovnici interferometra pre zmenu indexu lomu vody, dostaneme
  
                                      

       
V meraním Michelsonovým interferometrom a héliovým laserom, som nameral hodnotu lineárneho koeficientu pre vodu
 khw = 21,2

                                        Meranie absolutného index lomu vody interferometrom.

               Merané zmeny statického tlaku vo vode a posunu interferenčných prúžkov A/D  prevodníkom zapísané do pamäti počítača programom INMES  je znázornené grafom   

                                  .

                                                              Poznatky dosiahnuté meraním.   
                       Vo Fizeau pokuse pri meraní strhávania rychlosti svetla  prúdiacou  vodou v trubke bola  rychlosť svetla vo vode  počítaná ako konštanta po celej dĺžke trubky. Podľa zákonov hydrodynamiky  prúdenie vody v trubke  je vyvolané tlakovým spádom  statického tlaku v trubke. Zmena statického tlaku po celej dlžke  trubky mení  rychlosť  svetla vo vode  po dĺžke trubky a tým sa mení aj absolutný index lomu svetla vo vode po celej dlžke trubky. Statický tlak vo vode na vstupe do trubky je niekoľkonásobne vyšší ako statický tlak na výstupe s trubky lebo voda vyteká z trubky do tlaku okolitej atmosféry.
              Nakoľko vo výpočte posunu  interferenčných prúžkov vo Fizeau pokuse, není počítané s vysokým statickým tlakom vo vode  na  vstupe vody do trubky a zo zmenou statického tlaku vo vode po celej dlžke trubky, výpočet  je zlý !!  Namerané výsledky v Fizeau pokuse sú rozdielne od vypočítaných, rozdiel nameraných a vypočítaných hodnôt bol od rôznych fyzikov vykladaný čiastočným strhávaním svetla prúdiacou vodou rôznym koeficientom strhávania. Tak fatálne chyby  v popise a vo výpočte posunu interferenčných prúžkov Fizeau pokuse ako je nerešpektovanie zákonov hydrodynamiky nemôže ďalej platiť vo fyzike. Naviac keď
 vo výpočte Fizeau merania strhávanie rychlosti svetla  prúdiacou vodou je počítané  s indexom lomu svetla v prúdiacej vode a vo výpočte v Michelson – Morleyho experimente sa nepočíta s absolutným indexom lomu vzduchu v ramenách interferometra.  Ktoré zákony optiky potom platia pre meranie s interferometrami ?
         Je nepochopitelné, že za 150 rokov od Fizeau pokusu merania sčítavania rychlosti svetelného lúča prúdiacou vodou doposial nikto nepoukázal na tento nesprávny výpočet posunutia interferenčných prúžkov.
            Z uvedených meraní platí, že  zákony optiky  ktoré  platia  v celej optike  platia aj pre meranie s  interferometrami !