ЭКСПЕРИМЕНТ ЖОРЖА САНЬЯКА (ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ И ИНТЕРПРЕТАЦИЯ)
Georges Sagnac. L’éther lumineux démontré par l’effet du vent relatif d’éther dans un interféromètre en rotation uniforme. // Comptes Rendus, 157: 708-710.
Georges Sagnac. Sur la preuve de la réalité de l’éther lumineux par l’expérience de l’interférographe tournant. // Comptes Rendus, 157: 1410-1413. 22 décembre 1913.
Специальная теория относительности и эффект Саньяка. (А.А.Логунов, Ю.В.Чугреев) (1988)
Эффект Саньяка. Корректные и некорректные объяснения. (Г.Б.Малыкин) (2000)
Эффект Саньяка во вращающейся системе отсчёта. Релятивистский парадокс Зенона. (Г.Б.Малыкин) (2002)
Рассмотрены различные объяснения причин возникновения эффекта Саньяка. Показано, что эффект Саньяка является следствием релятивистского закона сложения скоростей. Данный эффект также находит адекватное объяснение в рамках общей теории относительности. При выполнении некоторых ограничений на скорость вращения эффект Саньяка может рассматриваться как следствие различия замедления времени либо различия изменения фаз волновых функций материальных частиц в скалярном или соответственно векторном гравитационном потенциале сил инерции во вращающейся системе отсчета для встречных волн. Показано также, что все нерелятивистские объяснения эффекта Саньяка, которые, к сожалению, встречаются в ряде научных статей, монографий и учебных курсов, являются принципиально неверными, хотя в ряде частных случаев и приводят к правильному с точностью до релятивистских поправок результату.
Большинство из этих способов, несмотря на их явную некорректность, приводят в некоторых частных случаях к правильным результатам", что, "в известной мере, обусловило отсутствие полной ясности в данном вопросе.
Показано, что когда равноплечный интерферометр Майкельсона принимает участие во вращении, например, Земли вокруг своей оси или вокруг Солнца и при этом его плечи по-разному ориентированы относительно плоскости вращения, возникает разность фаз лучей, прошедших по разным плечам интерферометра. Эта разность фаз обусловлена различной величиной ньютоновского (нерелятивистского) скалярного гравитационного потенциала сил Кориолиса, действующего на разные плечи интерферометра. Показано, что разность фаз пропорциональна длине плеча интерферометра Майкельсона, квадрату угловой скорости вращения и квадрату расстояния от центра вращения, в связи с чем предложено именовать данное явление квадратичным эффектом Саньяка. В качестве примера рассмотрены широко известные в своё время эксперименты Д.К. Миллера, утверждавшего, что он обнаружил поступательное движение Земли относительно гипотетического "светоносного эфира". Показано, что результаты этих экспериментов объясняются различием воздействия, обусловленного орбитальным вращением Земли, скалярного гравитационного потенциала сил Кориолиса на замедление времени в ортогональных плечах интерферометра Майкельсона.
Дополнение к статье "Квадратичный эффект Саньяка: влияние гравитационного потенциала силы Кориолиса на разность фаз в плечах вращающегося интерферометра Майкельсона (объяснение результатов экспериментов Д.К. Миллера 1921-1926 гг.)". (Г.Б.Малыкин, В.И.Позднякова) (2015)
Приводятся уточнение и дополнение к статье Г.Б. Малыкина и В.И. Поздняковой "Квадратичный эффект Саньяка: влияние гравитационного потенциала силы Кориолиса на разность фаз в плечах вращающегося интерферометра Майкельсона (объяснение результатов экспериментов Д.К. Миллера 1921-1926 гг.)" (УФН 185 431 (2015)), содержащие некоторые сведения относительно ранних работ, в которых рассматривалось влияние вращения на ненулевые результаты экспериментов Майкельсона-Морли.
О сдвиге фаз в равномерно вращающемся интерферометре Майкельсона (Комментарий к статье Г.Б. Малыкина и В.И. Поздняковой "Квадратичный эффект Саньяка: влияние гравитационного потенциала силы Кориолиса на разность фаз в плечах вращающегося интерферометра Майкельсона (объяснение результатов экспериментов Д.К.Миллера 1921-1926"гг.)" П.Маранер (2016)
Доказывается, что т.н. квадратичный эффект Саньяка, недавно предложенный Г.Б. Малыкиным и В.И. Поздняковой, является следствием неверной оценки релятивистских поправок второго порядка, а не реальным физическим явлением. Представлено правильное выражение для сдвига фаз, вызванного вращением интерферометра Майкельсона.
Возражения к комментарию П.Маранера (Ответ на комментарий П.Маранера [УФН 186 793 (2016)] к статье "Квадратичный эффект Саньяка: влияние гравитационного потенциала силы Кориолиса на разность фаз в плечах вращающегося интерферометра Майкельсона (объяснение результатов экспериментов Д.К. Миллера 1921-1926 гг.)" (Г.Б. Малыкин, В.И. Позднякова) (2016)
Рассмотрены распределения величин скалярного гравитационного потенциала сил Кориолиса на различных участках плеч вращающегося равноплечного интерферометра Майкельсона. Это приводит к учёту весьма незначительной разности фаз света в плечах интерферометра Майкельсона по сравнению с разностью фаз, обусловленной квадратичным эффектом Саньяка. Показано, что это есть эффект, рассмотренный ранее П.Маранером, который является более высоким приближением квадратичного эффекта Саньяка.
Michelson–Gale–Pearson experiment ‑ Wikipedia.
The Michelson–Gale–Pearson experiment (1925) is a modified version of the Michelson–Morley experiment and the Sagnac-Interferometer. It measured the Sagnac effect due to Earth's rotation, and thus tests the theories of special relativity and luminiferous ether along the rotating frame of Earth.
According to Michelson/Gale, the results of experiment are compatible with both the idea of a stationary ether and special relativity. As it was already pointed out by Michelson in 1904, a positive result in such experiments contradicts the hypothesis of complete aether drag. On the other hand, the stationary aether concept is in agreement with this result, yet it contradicts (with the exception of Lorentz's ether) the Michelson-Morley experiment. Thus special relativity is the only theory which explains both experiments. The experiment is consistent with relativity for the same reason as all other Sagnac type experiments. Today, Sagnac type effects due to Earth's rotation are routinely incorporated into GPS.
The Effect of the Earth’s Rotation on the Velocity of Light. (A.A. Michelson, H.E. Gale) (1925) (pdf)
In the Philosophical Magazine (6) 1904, an experiment was described, designed to test the effect of the earth’s rotation on the velocity of light.
The observed displacement of the fringes was found to be 0.230±.005, agreeing with the computed value 0.236±.002 within the limits of experimental error. (It coincided with expected fringe shift in accordance with hypothesis of stationary aether and special relativity.)
The Michelson-Gale Experiment. (Doug Marett) (2010)
The result of the experiment conducted in 1925 was that the measured fringe shift was found to be 0.230 +/- 0.005, which was found to agree with the prediction of no ether drag by rotation within the experimental error. What this means is that the speed of light is constant in the non-rotating frame, a result that is consistent with Lorentz Ether Theory. Theories that propose that the Earth Centered Inertial Frame (ECI Frame) is a preferred frame for the speed of light also are consistent with this result, since the speed of light in this experiment is constant in the ECI frame of the earth.
In this way the Michelson-Gale experiment, and Sagnac interferometers in general, give a contradictory result to all other interferometer experiments that take the laboratory frame as an inertial frame and have assumed that light speed is isotropic in that frame.
It is interesting to note that the speed of light in a Sagnac interferometer is only constant with respect to the laboratory frame (on the earth) if its z-axis is pointing E-W and thereby the sensitive axis is perpendicular to all motion. In all other orientations, the device is sensitive to the diurnal rotation of the earth to some degree, and it is even sensitive to the rotation of the earth around the sun, an effect 365 times smaller.
It is sometimes said that the Sagnac interferometer detects rotation with respect to the fixed stars - this is difficult to distinguish from the idea that the Sagnac interferometer detects rotation with respect to the non-rotating gravitational frame of the earth (Earth Centered Inertial, ECI frame) that is considered to be non-rotating with respect to the fixed stars. It has been demonstrated experimentally that Ring Laser gyroscopes, the cousin of the fiber optic gyroscope, detects the sidereal day rotation rather than the 24 hour day rotation. This latter observation is important but is incapable of distinguishing whether the ECI frame or sidereal space is static frame that the Sagnac rotation is measured against.