Приглашаем посетить сайт

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах
САНЬЯКА ОПЫТ

САНЬЯКА ОПЫТ

САНЬЯКА ОПЫТ - доказал возможность эксперим. определения угл. <скорости вращения системы для расположенного в ней наблюдателя, т. е. возможностьопределения неинерциальности движения системы для покоящегося в ней наблюдателя(эффект Саньяка). Проведён Ж. Саньяком (G. Sagnac) в 1913. В С. о. (рис.)на круглом диске D располагались зеркала S, источник света . ц фотогр. пластинка Ph. Полупрозрачная пластинка Н делилалуч света от источника на два: луч 1 шёл по замкнутому пути в направлениивращения диска, луч 2 - в противоположном направлении. При вращении всейсистемы с угл. скоростью вокруг оси, перпендикулярной плоскости диска, луч 1, согласно общей теорииотносительности, с точки зрения наблюдателя, находящегося на диске, тратитна полный обход больше времени, чем луч 2; разность времён обхода где R - радиус окружности, на к-рой располагаются зеркала S ипластинка Н. В результате на фотопластинке при вращении диска наблюдаетсясмещение интерференц. полос (по сравнению с их положением при покоящемсядиске) на величину , выраженную в ,где -длина волныизлучения монохрома-тич. источника света L частоты , а - разностьфаз встречных волн 1 и 2. При ,сми (угл. <скорость вращения Земли) сдвиг полос составляет малую долю:То же выражение для разности фаз можно получить для наблюдателя, покоящегося в лаб. системе отсчёта. Действительно, <если рассматривать нерелятивистское вращение точек диска, когда время распространения луча 1 по направлению вращения определяется из соотношения(рис.)Здесь - дополнит. расстояние, на к-рое сдвинется пластинка Я («уйдёт» от догоняющегоеё луча 1) за время обхода луча по замкнутому контуру. Аналогичное соотношение для луча 2:В результате при . Иногда эту разность времён, возникающую в лаб. системе отсчёта, связываютс разностью доплеровских частот, испускаемых движущейся пластинкой по направлениюлучей 1 и 2. Основываясь на результатах С. о., А. Майкельсон (A. Michelson)и Г. Гейл (Н. Gale) в 1925 определили скорость вращения Земли вокруг своейоси. В 1962 этот опыт был повторён А. Джаваном (A. Javan) с использованиемкогерентного излучения гелий-неонового лазера. Основанные на эффекте Саньякаинтерферометры с лазерными источниками света используются в качестве датчиковугл. скорости, угла поворота и ориентации в пространстве для вращающихсяобъектов. Чувствительность таких интерферометров можно заметно увеличить, <если использовать многократные (N-кратные) обходы по замкнутому контурувстречных лучей 1 и 2. Тогда ,где =.Такая схема реализуется в совр. волоконно-оптич. интерферометрах (см. Волоконно-оптическийгироскоп). В них излучение, распространяющееся внутри оптич. волокон, <намотанных, как в соленоидах, на цилиндрич. стержень, N-кратно проходитпо замкнутому контуру (где N - число намотанных витков). Для такогоинтерферометра при см, сми приоптич. волокне с поперечным сечением в 100 мкм ²,а , чтоможно наблюдать даже невооружённым глазом.

Лит.: Ландау Л. Д., Л и ф ш и ц Е. М., Теория поля, 7 изд., М.,1988; Франкфурт У. И., Специальная и общая теория относительности. Историческиеочерки, М., 1968. С. Н. Столяров.