Как известно [1], отражательная дифракционная решётка (ДР) представляет собой зеркальную поверхность с периодическими бороздками- 'царапинами'. Плоская монохроматическая электромагнитная волна (ЭМВ) от удалённого источника света И, падает на поверхность ДР под углом θп. Луч (нормаль к фронту ЭМВ) отражается от ДР в виде нескольких лучей - дифракционных максимумов m = 0, 1, 2... под углами θ0, θ1, ... (Рис.1). Дифракционный максимум m = 0 так же соответствует отражению обычного плоского зеркала. ДР двигается относительно источника со скоростью Vи.
Рис.1.Движущаяся дифракционная решётка
Хорошо известно, что в системе отсчёта ДР при m = 0 (так же, как и в системе отсчёта плоского зеркала):
Θ0 = Θп (1),
в то же время при m = 1 имеем:
Θ1= f(Θп,Vи)(2)
Выражение (1) - запись формулы геометрической оптики: 'угол отражения равен углу падения', а зависимость (2) отражает связь углов отклонения с лучевыми скоростями звёзд, используемую в дифракционных спектрометрах для измерения скорости по сдвигу максимума m=1 относительно такого же максимума для излучения земного (покоящегося) атома. Возникает парадокс: угол отражения плоского зеркала, двигающегося относительно источника, не зависит от скорости его движения, а угол отражения этого же "поцарапанного" зеркала, зависит от скорости. Как 'царапины' кардинально изменили свойства зеркала при одинаковом его движении? Обнаруженное противоречие устраняется, если выражение (1) записать:
Θ0= f(Θп,Vи) (3),
что приведёт к опровержению распространённого мнения о безусловном равенстве углов падения и отражения. Верная формулировка этого закона такая: 'угол отражения равен углу падения только для случая покоя источника света относительно зеркала". Попытки публично (на форуме dxdy) разобраться с указанным противоречием привели к тому, что мои темы практически сразу были отправлены в 'Пургаторий' [2] , [3] , однако с аргументацией не связанной с парадоксом, а на том основании, что в решении дисперсионного уравнения волнового вектора отраженной ЭМВ [4] ,
(β = V/C, C-скорость света), скорость V определена в лабораторной системе отсчёта и её нельзя приравнивать к скорости зеркала относительно источника света Vи. После чего модераторы прекратили доступ к моим темам, не дав возможности отразить этот довод. А сделать это не сложно. Формула (4), действительно, получена в произвольной лабораторной системе отсчёта, однако мне не известны ограничения на выбор места расположения этой лаборатории, которая вполне может быть совмещена с источником ЭМВ, например, со звездой, а 'лаборанты, командированные оттуда к земному зеркалу', очевидно, смогут измерить углы отражения. Мой читатель, конечно, понял, что в качестве фантастических 'звёздных лаборантов', на самом деле, выступают наши земные астрономы, на дифракционных решётках своих спектрометров еженощно наблюдая отражения звёзд, зависящие от их лучевых скоростей. Я не согласен с мнением физиков форума dxdy, но единственный способ доказать свою правоту - поставить эксперимент, в котором измерить углы отражения света для звёзд с разными лучевыми скоростями. Если углы окажутся разными, то это докажет существование ещё одного способа измерения скорости звёзд, основанного на использовании простого плоского зеркала. Для эксперимента необходимо собрать измеритель угла отражения света звёзд, состоящий из двух телескопов механически жёстко связанных между собой и с зеркалом (Рис.2). Если измерение выполнить по очень ярким звёздам, то телескопы могут быть весьма простыми (например, рефрактор 70х100).
Рис.2.Схема измерения угла отражения света ярких звёзд (Δθ = 0...2угл. мин. - отклонение угла отражения)
Поскольку яркие звёзды двигаются относительно Земли со скоростями в пределах 0...+100км/с, то требуемая погрешность измерения угла должна быть порядка 1/10 угловой минуты. Расчётное отличие угла отражения Θ0 ° ≈ 3,8*10-4Vи*sinΘп° (углы в градусах, скорость в км/с) [5 Рис.3] . Надеюсь найти заинтересованного любителя-астронома, способного собрать установку, провести измерения и, тем самым, стать соавтором устранения из физики векового мифа о безусловном равенстве углов падения и отражения.
2021, февраль
![[]](/img/d/doroshew/zz/z.jpg)
![[]](/img/d/doroshew/zz/z3.jpg)