способ определения скорости света в движущейся прозрачной среде
Классы МПК: | G01P15/00 Измерение ускорения и замедления; измерение импульсов ускорения G01J7/00 Измерение скорости распространения света |
Автор(ы): | Дубровин А.В. |
Патентообладатель(и): | Дубровин Александр Викторович |
Приоритеты: |
подача заявки:
1998-06-30 публикация патента:
27.12.1998 |
Способ определения скорости света в движущейся прозрачной среде заключается в измерении скорости движения среды и коэффициента преломления света в ней. Скорость света в движущейся прозрачной среде определяют из выражения: W= с(1-v/c)/{ n(1-v(1-1/n)/с)} + v , где n - коэффициент преломления среды; v - скорость движения среды; с - скорость света в вакууме. Использование способа позволяет обосновать скорость света полученную с классической (нерелятивистской) точки зрения. 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
Способ определения скорости света в движущейся прозрачной среде, по которому определяют скорость движения среды и коэффициент преломления света в ней, отличающийся тем, что скорость света в движущейся прозрачной среде определяют из выраженияW = c (1 - v/c) / {n (1 - v (1 - 1/n) / c} + v,
где n - коэффициент преломления среды;
v - скорость движения среды;
c - скорость света в вакууме.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области измерений, в частности к измерению скорости света в движущейся прозрачной среде. При проведении патентных исследований аналогов предлагаемому способу не обнаружено. Однако известен опыт, проведенный в 1851 г. французским ученым Физо. Как известно, скорость света в вакууме с = 300000 км/с. Скорость света в воде u = c/n![способ определения скорости света в движущейся прозрачной среде, патент № 2124211](/images/patents/347/2124005/8776.gif)
W = u + v (1 - 1/n2). (1)
Данное выражение обосновывается с использованием специальной теории относительности (СТО) следующим образом. Релятивистский закон сложения скоростей имеет вид [1 ,с.173]
W = (u + v) / (1 + u v/c2), (2)
где W - скорость движения тела (в нашем случае света в движущейся воде относительно неподвижного наблюдателя) в неподвижной системе координат,
u - скорость движения тела (света) в движущейся системе координат,
v - скорость движущейся системы координат (воды). Так как скорость света в воде u = c/n, и так как v<<c, то выражение (2) можно переписать в виде
W
![способ определения скорости света в движущейся прозрачной среде, патент № 2124211](/images/patents/347/2124005/8776.gif)
что совпадает с экспериментальным выражением (1). Предлагается способ определения скорости света в прозрачной среде, позволяющий обосновать зависимость (1), опираясь исключительно на классическую (нерелятивистскую) физику. Распространение света в движущейся прозрачной среде можно представлять как его прохождение между близко расположенными элементарными ретрансляторами (ЭР), каждый из которых вносит свою задержку
![способ определения скорости света в движущейся прозрачной среде, патент № 2124211](/images/patents/347/2124057/916.gif)
![способ определения скорости света в движущейся прозрачной среде, патент № 2124211](/images/patents/347/2124057/964.gif)
![способ определения скорости света в движущейся прозрачной среде, патент № 2124211](/images/patents/347/2124057/916.gif)
![способ определения скорости света в движущейся прозрачной среде, патент № 2124211](/images/patents/347/2124057/916.gif)
![способ определения скорости света в движущейся прозрачной среде, патент № 2124211](/images/patents/347/2124057/964.gif)
![способ определения скорости света в движущейся прозрачной среде, патент № 2124211](/images/patents/347/2124057/916.gif)
![способ определения скорости света в движущейся прозрачной среде, патент № 2124211](/images/patents/347/2124057/916.gif)
![способ определения скорости света в движущейся прозрачной среде, патент № 2124211](/images/patents/347/2124057/964.gif)
u = c/n =
![способ определения скорости света в движущейся прозрачной среде, патент № 2124211](/images/patents/347/2124057/916.gif)
![способ определения скорости света в движущейся прозрачной среде, патент № 2124211](/images/patents/347/2124057/916.gif)
![способ определения скорости света в движущейся прозрачной среде, патент № 2124211](/images/patents/347/2124057/916.gif)
![способ определения скорости света в движущейся прозрачной среде, патент № 2124211](/images/patents/347/2124057/964.gif)
где n - коэффициент преломления среды. Следовательно
![способ определения скорости света в движущейся прозрачной среде, патент № 2124211](/images/patents/347/2124057/916.gif)
![способ определения скорости света в движущейся прозрачной среде, патент № 2124211](/images/patents/347/2124057/964.gif)
![способ определения скорости света в движущейся прозрачной среде, патент № 2124211](/images/patents/347/2124057/916.gif)
Для движущейся среды на прохождение пути между ретрансляторами свету придется затратить время, равное
![способ определения скорости света в движущейся прозрачной среде, патент № 2124211](/images/patents/347/2124057/964.gif)
![способ определения скорости света в движущейся прозрачной среде, патент № 2124211](/images/patents/347/2124057/916.gif)
![способ определения скорости света в движущейся прозрачной среде, патент № 2124211](/images/patents/347/2124057/916.gif)
![способ определения скорости света в движущейся прозрачной среде, патент № 2124211](/images/patents/347/2124057/964.gif)
![способ определения скорости света в движущейся прозрачной среде, патент № 2124211](/images/patents/347/2124057/916.gif)
(здесь предполагается, что скорости света и среды совпадают, в противном случае знак скорости v необходимо поменять на обратный), при этом свет пройдет расстояние, равное
![способ определения скорости света в движущейся прозрачной среде, патент № 2124211](/images/patents/347/2124057/916.gif)
![способ определения скорости света в движущейся прозрачной среде, патент № 2124211](/images/patents/347/2124057/964.gif)
W = c(1-v/c)/{n(1-v(1-1/n)/c)}+v (5). Полученное выражение позволяет обосновать зависимость (1) с классической (нерелятивистской) точки зрения. Вспомним про геометрическую прогрессию, только в обратном порядке
1/(1-v(1-1/n)/c) = 1 + v(1-1/n)/c + (v(1-1/n)/c)2 + ...,
поскольку v/c <<1, то в указанном ряде члены, начиная с третьего, практически никакого влияния на общую сумму не оказывают, тогда
W
![способ определения скорости света в движущейся прозрачной среде, патент № 2124211](/images/patents/347/2124005/8776.gif)
W
![способ определения скорости света в движущейся прозрачной среде, патент № 2124211](/images/patents/347/2124005/8776.gif)
что полностью соответствует экспериментальным данным, полученными в опытах Физо.
Класс G01P15/00 Измерение ускорения и замедления; измерение импульсов ускорения
Класс G01J7/00 Измерение скорости распространения света