саньяка опыт,

САНЬЯКА ОПЫТ, доказал возможность эксперим. определения угл. скорости вращения системы для расположенного в ней наблюдателя, т. е. возможность определения 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 L ц фотогр. пластинка Ph. Полупрозрачная пластинка Н делила луч света от источника на два: луч 1 шёл по замкнутому пути в направлении вращения диска, луч 2 - в противоположном направлении. При вращении всей системы с угл. скоростью вокруг оси, перпендикулярной плоскости диска, луч 1, согласно общей теории относительности, с точки зрения наблюдателя, находящегося на диске, тратит на полный обход больше времени, чем луч 2; разность времён обхода где R - радиус окружности, на к-рой располагаются зеркала S и пластинка Н. В результате на фотопластинке при вращении диска наблюдается смещение интерференц. полос (по сравнению с их положением при покоящемся диске) на величину , выраженную в, где-длина волны излучения монохрома-тич. источника света L частоты , а - разность фаз встречных волн 1 и 2. При,см и (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 догоняющего её 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, связывают с разностью доплеровских частот, испускаемых движущейся пластинкой по направлению лучей 1 и 2. Основываясь на результатах С. о., А. Майкельсон (A. Michelson) и Г. Гейл (Н. Gale) в 1925 определили скорость вращения Земли вокруг своей оси. В 1962 этот опыт был повторён А. Джаваном (A. Javan) с использованием когерентного излучения гелий-неонового лазера. Основанные на эффекте Саньяка интерферометры с лазерными источниками света используются в качестве датчиков угл. скорости, угла поворота и ориентации в пространстве для вращающихся объектов. Чувствительность таких интерферометров можно заметно увеличить, если использовать многократные (N-кратные) обходы по замкнутому контуру встречных лучей 1 и 2. Тогда, где =. Такая схема реализуется в совр. волоконно-оптич. интерферометрах (см. Волоконно-оптический гироскоп). В них излучение, распространяющееся внутри оптич. волокон, намотанных, как в соленоидах, на цилиндрич. стержень, N-кратно проходит по замкнутому контуру (где N - число намотанных витков). Для такого интерферометра при см, см и при оптич. волокне с поперечным сечением в 100 мкм², а, что можно 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. Исторические очерки, М., 1968. С. Н. Столяров.

   <<      Предметный указатель      >>