Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
[[Файл:Trouton–Noble experiment. png|thumb|7,7 см диаметрі бар шеңберлі конденсатор B, мика мен қалайы фольганың бірнеше қабаттарынан жасалған, өткізгіш бояумен жабылған D тегіс шар тәрізді целлулоид шарға орнатылды. Шар топырақталған түтікшеде 37 см ұзындығындағы жіңішке фосфор қола сымымен ілінген. Сым Вимшёрст машинасының бір электродына қосылды, ол конденсатордың кезектегі пластиналарын 3000 вольтқа дейін зарядтады. Конденсатордың қарама-қарсы пластиналары, сондай-ақ целлулоид шар күкірт қышқылы ваннасына батырылған платина сымдары арқылы жерге қосылды, ол өткізгіш электродтың қызметін атқарумен қатар, тербелістерді басаңдатып, ылғалды сіңіретін құрал ретінде де жұмыс істеді. Конденсаторға бекітілген айна телескоп арқылы қаралып, бағыттың шағын өзгерістерін байқауға мүмкіндік берді. Бұл теріс нәтиже Рудольф Томашек (1925, 1926), Чейс (1926, 1927) және 1994 жылы Хейден тарапынан қайталанды және сезімталдығы арттырылды. Мұндай эксперименттік нәтижелер қазір арнайы салыстырмалылық теориясымен сәйкес келіп, салыстырмалылық принципінің дұрыстығын және абсолюттік тыныштық шеңберінің (немесе эфирдің) болмауын көрсетеді. Эксперимент – арнайы салыстырмалылық теориясын тексеруге арналған. Трутон-Нобель эксперименті "Трутон-Нобель парадоксы", "Тік бұрышты рычаг" немесе "Льюис-Толман парадоксы" сияқты ой эксперименттерімен де байланысты. Осы типтегі парадокс шешу үшін бірнеше шешім ұсынылды, олардың барлығы арнайы салыстырмалылық теориясымен келіседі.
[[File:Trouton–Noble experiment. png|thumb|A circular capacitor B, 7.7 cm in diameter, built from multiple layers of mica and tinfoil, was fitted into a smooth spherical celluloid ball D that was covered with conductive paint, and which was suspended by a fine phosphor bronze wire 37 cm long within a grounded tube. The wire was connected to one electrode of a Wimshurst machine which kept alternate plates of the capacitor charged to 3000 volts. The opposite plates of the capacitor as well as the celluloid ball were kept at ground voltage by means of a platinum wire that dipped into a sulfuric acid bath that not only served as a conductive electrode, but also damped oscillations and acted as a desiccant. A mirror attached to the capacitor was viewed through a telescope and allowed fine changes in orientation to be viewed. This null result was reproduced, with increasing sensitivity, by Rudolf Tomaschek (1925, 1926), Chase (1926, 1927) and Hayden in 1994. Such experimental results are now seen, consistent with special relativity, to reflect the validity of the principle of relativity and the absence of any absolute rest frame (or aether). The experiment is a test of special relativity. The Trouton–Noble experiment is also related to thought experiments such as the "Trouton–Noble paradox," and the "right angle lever" or "Lewis–Tolman paradox". Several solutions have been proposed to solve this kind of paradox, all of them in agreement with special relativity.
Траутонның асыл эксперименті
Тәжірибеде параллель пластиналы конденсатор жіңішке бұрылу талшығымен ұсталып, зарядталады. Егер эфир теориясы дұрыс болса, Жердің эфир арқылы қозғалысынан туындаған Максвелл теңдеулерінің өзгеруі пластиналарды қозғалысқа перпендикуляр бағытта бұруға себеп болатын айналым моментіне әкелер еді. Бұл былай беріледі:
In the experiment, a suspended parallel plate capacitor is held by a fine torsion fiber and is charged. If the aether theory were correct, the change in Maxwell's equations due to the Earth's motion through the aether would lead to a torque causing the plates to align perpendicular to the motion. This is given by:
мұндағы – айналым моменті, – конденсатордың энергиясы, – пластина нормалі мен жылдамдық арасындағы бұрыш. Ал, арнайы салыстырмалылық теориясы Максвелл теңдеулерінің тұрақты жылдамдықпен қозғалатын барлық есептеу жүйелері үшін өзгермейтін (инвариантты) екенін мәлімдейді, сондықтан айналым моменті болмайды (нөлдік нәтиже). Осылайша, егер эфир Жерге қатысты қозғалмаса, тәжірибе осы екі сипаттаманың қайсысы дәлірек екенін анықтауға мүмкіндік береді. Оның нөлдік нәтижесі арнайы салыстырмалылық теориясының Лоренц инварианттылығын растайды. Дегенмен, теріс эксперименттік нәтижені құрылғының тыныш тұрған жүйесінде түсіндіру оңай, бірақ қозғалмайтын жүйеден қарағанда түсіндірме (жоғарыда сипатталған "эфирлік жүйедегідей" бірдей айналым моменті туындауы керек пе, әлде айналым моменті мүлдем туындамайды деген сұраққа қатысты) әлдеқайда қиын және ол "Трутон-Нобель парадоксы" деп аталады, оны бірнеше тәсілмен шешуге болады (төмендегі шешімдерді қараңыз).
where is the torque, the energy of the condenser, the angle between the normal of the plate and the velocity. On the other hand, the assertion of special relativity that Maxwell's equations are invariant for all frames of reference moving at constant velocities would predict no torque (a null result). Thus, unless the aether were somehow fixed relative to the Earth, the experiment is a test of which of these two descriptions is more accurate. Its null result thus confirms Lorentz invariance of special relativity. However, while the negative experimental outcome can easily be explained in the rest frame of the device, the explanation from the viewpoint of a non co moving frame (concerning the question, whether the same torque should arise as in the "aether frame" described above, or whether no torque arises at all) is much more difficult and is called "Trouton–Noble paradox," which can be solved in several ways (see Solutions below).
Шешімдер
Траутон-Нобль парадоксы және тік бұрышты рычаг парадоксы бойынша толыққанды релятивистік талдау, мысалы, әртүрлі есептесу жүйелеріндегі бақылаушылардың көретін әсерлерін дұрыс келістіруді қажет етеді, бірақ соңында барлық теориялық сипаттамалар бірдей нәтиже беретіні көрсетілді. Екі жағдайда да объектіге түсетін көрінетін жалқы момент (белгілі бір есептесу жүйесінен қарағанда) объектінің айналуына себеп болмайды, және екі жағдайда да бұл, барлық қатысты күштердің, импульстардың және олар тудыратын үдеулердің релятивистік түрде дұрыс ескерілуімен түсіндіріледі. Осы эксперименттің бастапқы тарихын Жансен (1995) зерттеген.
The detailed relativistic analysis of both the Trouton–Noble paradox and the right angle lever paradox requires care to correctly reconcile, for example, the effects seen by observers in different frames of reference, but ultimately all such theoretical descriptions are shown to give the same result. In both cases an apparent net torque on an object (when viewed from a certain frame of reference) does not result in any rotation of the object, and in both cases this is explained by correctly accounting, in the relativistic way, for the transformation of all the relevant forces, momenta and the accelerations produced by them. The early history of descriptions of this experiment is reviewed by Janssen (1995).