ライター:mpcsp079さん(最終更新日時:2013/8/30)投稿日:2013/8/10
図1のようにマイケルソンの実験で光線は静止系から見て、斜めに上がっているがそのあたりを考えたい。
この傾斜はハーフミラーの速度vでの運動による結果ではない。それは図1のようにその傾斜が速度vだけではなく、光路長Lにもより決まっているからだ。同じ速度vでもLを変えればこの傾きも変わってくる。
以下の話は、光の振る舞いは静止系で静止しているエーテルによる、とする。走行系で光線は静止エーテルに従う、という相対性理論以前の考えに従う、とする。しかし、そう考えたときにおかしいことが前提にされている。
ここで考えた結果、窪田氏の言い分が正しいことになる。窪田氏の言うように光を物質のように考えているとしか見えない。
図1 マイケルソンの実験の説明図
もし、ハーフミラーから上に上がった光線が静止系から見て垂直であったなら、図2のようにミラー2からの光線とミラー1からの光線が、センサーで一致しない。するとセンサ上で干渉しない。つまり、ミラー1に行ってセンサーにもどる光線はbの位置だが、ミラー2から戻ってきてセンサに到達する光線はaの位置となる。
ここが重要なのだが、ハーフミラーで別れさせた光線を、再びセンサの同一点で合わせなければ干渉はしない。それともそうではないのか? 発射された光束がずれてセンサに到達してもいいのか? このあたりがわからないのである。
図2 もしミラー1に向かう光線が静止系で垂直であったとして
速度vの系で見たところ
これを一致させるには、図3のように考えるしかない。しかしハーフミラーでの反射がおかしい。これは窪田氏の批判のように光を物質の運動のように考えているとしか思えない。つまり運動系での物質の運動である。物質なら運動系での反射は静止系と同じになり、それを静止系から見れば図3のようになる。これが窪田氏の批判であるなら正しい。
図3 センサ上で2つの光線が一致する場合を静止系から見た場合
もし光が物質であれば運動系でのふるまいは、静止系から見れば
このようになる(ガリレイの相対性原理)。しかし、しかし光の場合
はどうしてこうなるのかがわからない。
このあたりの事情を書いてあるのをみたことがない。実はどうなっているのだろうか? このあたりのことを無視して考えても意味がない。このあたりのことがどのように考慮されているのだろうか?
http://ja.wikipedia.org/wiki/干渉法
には次の図があった。
図4
内山龍雄「相対性理論」岩波全書
にはこうある。
「真空中の光の速さは光源の運動状態に無関係である。これが光速度不変の原理である」
しかし、光速度不変の原理とは、観測者の運動状態にも無関係であることもふくまれるのではないか? このへんもいい加減である。だから混乱をさせられるのである。同署には、上の問題の部分について次の記述がある。
「・・・また光L2がMM2を往復する(ハーフミラーで上に反射されたもの)時間を求めるには、絶対系からながめたときのM-->M2’-->M’という径路を走るのに要した時間T2を求めればよい」
つまり、絶対系から見たとき、図3のように垂直ではなく、斜め上に進むことをいっている。なぜこうなるのかは説明されない。どうしてこの肝心なところが説明されないのだろうか?
相対性理論への反論や、それに対する反論より、もっと考えなければならないことがあるのである。