СЕЛФ

46

С.Б. Каравашкин и О.Н. Каравашкина

О поперечном эффекте Доплера в рамках классического формализма

С.Б. Каравашкин, О.Н. Каравашкина

Украина, 61140, Харьков, проспект Гагарина, 38, кв.187

Тел.: (057) 7370624

e-mail: selftrans@yandex.ru , selflab@mail.ru

На основе полного решения классической задачи о доплеровском смещении частоты, принимаемой движущимся приёмником, учитывающей нецентральное движение приёмника по отношению к источнику, проводится сравнение свойств продольного и поперечного Доплер-эффекта, предсказываемого классическим и релятивистским формализмами. Установлено, что полная постановка задачи предсказывает поперечный Доплер-эффект в рамках классического формализма, однако его свойства существенно отличаются от предсказаний релятивистской концепции. В частности, знак эффекта, предсказываемый классической концепцией, противоположен релятивистским предсказаниям. При этом именно классический подход наиболее полно удовлетворяет феноменологии самого явления, в то время как релятивистский подход имеет существенные проблемы как в описании явления, так и в соответствии функциональной зависимости свойствам поперечного эффекта Доплера.

Показано, что главная проблема, лежащая в основе ошибочности релятивистской трактовки явления, заключена в гипотезе Фицджеральда, положенной в основу как лоренцовской теории, так и концепции Эйнштейна о постоянстве скорости света во всех инерциальных системах отсчёта.

Ключевые слова: специальная теория относительности, эффект Доплера, продольный эффект Доплера, поперечный эффект Доплера, эксперимент Майкельсона - Морли, гипотеза Фицджеральда, феноменология времени как физического явления

1. Введение

В настоящее время в физике укоренилось мнение, что "для больших скоростей релятивистская формула

(где ' - частота принятого движущимся наблюдателем сигнала, - частота излучённого неподвижным источником сигнала, v - скорость наблюдателя - авт.) отличается от классической

Это отличие выступает ещё более отчётливо в случае, когда направления распространения световой волны и относительной скорости v двух систем отсчёта не совпадают, в частности, когда они перпендикулярны друг другу. Согласно классической теории, в этом случае эффекта Доплера не должно существовать вообще, тогда как в релятивистской теории он существует. Поэтому можно говорить о новом релятивистском эффекте, который часто называют поперечным Доплер-эффектом" [1, с. 292] .

Вместе с тем в подобного рода утверждениях вызывает недоверие тот факт, что для нахождения релятивистского поперечного Доплер-эффекта используется модель нецентрального взаимного движения источника и приёмника, в то время как эти результаты сравниваются с решением классической задачи о центральном движении источника и приёмника, в которой по самой постановке задачи о каком-либо поперечном эффекте говорить бессмысленно.

Например, у Паули [2], задача о нахождении эффекта Доплера (в том числе и поперечного) вообще объединена с задачей об аберрации света и имеет следующую постановку. "Рассмотрим очень удалённый источник света L, покоящийся в системе координат K. Наблюдатель находится в системе K', движущейся относительно K со скоростью v в направлении положительных значений координаты x. Пусть линия, соединяющая источник света и наблюдателя, образует с осью x-ов в системе K угол и, кроме того, ось z расположена перпендикулярно к плоскости, определяемой двумя этими направлениями" [2, с. 36].

Классическая же модель имеет вид [1, с. 122, рис. 70] (см. рис. 1).

Рис. 1. Схема расчёта классического эффекта Доплера

Явное несоответствие между моделями поднимает вопрос корректности выводов, которые делаются из подобного сравнения. В данном исследовании мы учтём существующие различия в моделях и проведём сравнение решений, полученных на паритетных условиях. Тем самым мы ответим на ряд принципиальных вопросов, и в первую очередь о возможности существования поперечного Доплер-эффекта с точки зрения классического формализма.