книги из ГПНТБ / Фрум К. Скорость света и радиоволн

6

Предисловие

редактора

перевода

Г л а в н ое внимание в их книге уделено

к р и т и ч е с к о м у

а н а л и з у

о с ­

новных э к с п е р и м е н т о в

по определению с к о р о с т и

с в е т а ,

обсуждению

источников

с и с т е м а т и ч е с к и х ошибок,

способов их

выявления

и у с т р а ­

нения . Это

д е л а е т книгу полезной

не

т о л ь к о

для тех , кто

и н т е р е с у ­

е т с я и з м е р е н и е м

этой

важнейшей

постоянной,

но и для в с е х

э к с п е ­

р и м е н т а т о р о в , особенно для лиц, причастных к

определению

ф у н д а м е н ­

т а л ь н ы х постоянных

или участвующих

в

проведении и

о б р а б о т к е

с л о ж ­

ных э к с п е р и м е н т о в

в различных

о б л а с т я х

науки

и

техники .

В т о же

в р е м я

книга

должна

привлечь

внимание

не т о л ь к о

м е т ­

р о л о г о в ,

но и с с л е д о в а т е л е й и

инженеров, топографов

и

г е о д е з и с т о в ,

с т у д е н т о в

и

а с п и р а н т о в

физических

и

инженерных

с п е ц и а л ь н о с т е й . Н а -

конец, к

ней

м о ж е т

о б р а т и т ь с я и просто

з а и н т е р е с о в а в ш и й с я

с о в р е м е н н ы м и

м е т о д а м и определения

скорости

с в е т а

и

радиоволн .

С л е д у е т о т м е т и т ь ,

что а в т о р ы

многих

исследований

в

своих

п у б ­

ликациях

не

у д е л я ю т д о с т а т о ч н о г о

внимания описанию д е т а л е й

э к с п е ­

р и м е н т а .

Эт о существенно

о с л о ж н я е т ,

а

иногда

и д е л а е т

н е в о з м о ж ­

ным а н а л и з погрешностей их

р е з у л ь т а т о в .

У к а з а н н о е

о б с т о я т е л ь с т в о

не

м о г л о не

о т р а з и т ь с я в

этой к н и г е . Е с т е с т в е н н о , что а в т о р ы

н а и ­

более

подробно описывают с о б с т в е н н ы е

р а б о т ы

и

трудности,

к о т о р ы е

им

приходилось

п р е о д о л е в а т ь .

В п р о ч е м ,

именно

с о о т в е т с т в у ю щ и е

ч а с ­

ти

книги

наиболее п о л е з н ы и

и н т е р е с н ы .

Н е д о с т а т к о м

книги

я в л я е т с я

почти

полное

о т с у т с т в и е

упоминания

работ

с о в е т с к и х

у ч е н ы х . В е р о я т н о ,

а в т о р а м о с т а л и с ь

н е и з в е с т н ы

основополагающие р а б о т ы

Л . И , М а н д е л ь ш т а м а и Н.Д. П а п а л е к с и

и их

сотрудников в о б л а с т и радиоинтерференционных

м е т о д о в

и з м е р е н и я

скорости

радиоволн

и точного

определения

расстояний

р а д и о с р е д с т в а ­

ми,

а

т а к ж е

р а б о т ы

A . A . Л е б е д е в а

и ег о сотрудников по оптическим

модуляционным

д а л ь н о м е р а м .

Э т о т

н е д о с т а т о к

в

некоторой

м е р е

в о с ­

полнен в

дополнении

р е д а к т о р а .

М е т р о л о г и ч е с к а я т е р м и н о л о г и я

еще не вполне

у с т а н о в и л а с ь

ка к

у

нас, т а к

и

з а р у б е ж о м ,

чт о

приводит

к н е к о т о р ы м

т р у д н о с т я м .

Н а ­

пример,

в ы р а ж е н и е

definitive

standard

п е р е в о д и т с я

вошедшим

в

н а ­

шу

литературу т е р м и н о м

" э т а л о н " ,

а

не п р и м е н я е м ы м и

иногда т е р ­

минами

"первичный

с т а н д а р т "

или

"основной

с т а н д а р т " .

В м е с т е

с

т е м

слово

standard

м ы п е р е в о д и м

привычным т е р м и н о м

" с т а н д а р т " ,

а

не

м е т р о л о г и ч е с к и м

" м е р а " . В

описаниях н е к о т о р ы х

э к с п е р и м е н т о в

в

целях

сохранения

точности

и д о к у м е н т а л ь н о с т и

о с т а в л е н ы

единицы

и з м е р е н и я ,

принятые в

оригинале .

В з а к л ю ч е н и е в ы р а ж а ю б л а г о д а р н о с т ь

В . В . Мигулину

и

Ю . В . П о ­

пову

з а

с о д е й с т в и е

при написании

дополнения .

Июнь

1 9 7 2

г .

U.E.

Жаботинский

Очевидно, ни

одна

к о н с т а н т а

не

и м е е т т а к о г о

основополагающего

значения

в т е о р е т и ч е с к о й

и

экспериментальной

физике,

к а к

с к о р о с т ь

с в е т а ;

э т о нашло

отражение

в т е х усилиях,

которые были

з а т р а ч е н ы

для е е

и з м е р е н и я . П о э т о м у

м ы

с ч и т а е м , ч т о

необходимо

п р е д с т а в и т ь

р а б о т ы

по и з м е р е н и ю с к о р о с т и

с в е т а

в

одной книге

с т е м ,

ч т о б ы

можно

было

критически р а с с м о т р е т ь

и

сравнить р а з л и ч н ы е

м е т о д ы .

М ы умышленно а к ц е н т и р у е м внимание на

п р а к т и ч е с к и х

д е т а л я х

э к с п е ­

риментов и на их постоянном усовершенствовании,

что

привело

к с о ­

зданию приборов,

к о т о р ы е

можно

и с п о л ь з о в а т ь

на

п р а к т и к е

для

и з м е ­

рения

р а с с т о я н и я . Основная

ч а с т ь

т е к с т а

б у д е т

понятна любому

ч и ­

т а т е л ю ,

проявляющему

общий

и н т е р е с к

э т о м у

п р е д м е т у .

Д е т а л ь н о

описываются послевоенные р а б о т ы с

т е м ,

ч т о б ы у д о в л е т в о р и т ь

с п е ­

циалистов, предпочитающих

в с е с т о р о н н е е освещение

п р о б л е м ы .

Д а е т ­

с я т а к ж е

к р а т к о е описание

измерений,

проведенных

до

1 9 0 0 г . ,

в

с в я з и

с

их

и с т о р и ч е с к и м

з н а ч е н и е м

и влиянием

на

последующие

э к с п е р и м е н т ы . С

этой

точки

зрения

а в т о р ы

сочли

ж е л а т е л ь н ы м

п о ­

с в я т и т ь

о т д е л ь н ы е г л а в ы

природе

с в е т а

и

обсуждению

основных

с т а н ­

д а р т о в

длины и времени,

чтобы

п о к а з а т ь ,

что неопределенность

з н а ­

чений

э т и х

с т а н д а р т о в

не

с к а з ы в а е т с я

пока

на

точности

и з м е р е н и я

скорости

с в е т а ,

но т а к о е

положение

не

м о ж е т

с о х р а н я т ь с я

д о л г о .

В

р а б о т е т а к ж е

р а с с м а т р и в а ю т с я

ошибки

и з м е р е н и я , т а к

как,

х о т я

в

некоторых с т а н д а р т н ы х

учебниках

д а е т с я м а т е м а т и ч е с к и й

а н а л и з

ошибок,

он

редко м о ж е т б ы т ь

и с п о л ь з о в а н

в и з м е р е н и я х

скорости

с в е т а , т о ч н о с т ь

к о т о р ы х

о г р а н и ч и в а е т с я с и с т е м а т и ч е с к и м и

ошибками .

Д е т а л ь н о

р а с с м а т р и в а е т с я поправка

на

п о к а з а т е л ь

преломления

а т ­

мосферы,

т а к к а к э т о

в е с ь м а

существенно

для

ряда

послевоенных

работ

по

и з м е р е н и ю скорости

с в е т а

и для

г е о д е з и ч е с к и х

измерений

р а с с т о я н и й .

Определение

скорости

с в е т а

в период

с 1 9 0 0

по

1 9 4 0

г .

о п и ­

с ы в а е т с я

в

двух

г л а в а х ,

и з

которых

одна

посвящена в

основном

о п ­

т и ч е с к и м , а

д р у г а я -

э л е к т р и ч е с к и м

м е т о д а м ,

не

использующим

с в е ­

т о в ы е

-пучки. Основное

внимание

концентрируется

на р а б о т а х ,

и м е ю ­

щих наибольшее з н а ч е н и е

как с точки зрения их

э к с п е р и м е н т а л ь н о й

методики, т а к и

с точки

зрения

их влияния

на

у с т а н о в л е н и е

принятой

в

т о в р е м я

величины скорости

с в е т а .

Введение

9

И з м е р е н и я ,

проведенные

после

войны начиная с

1 9 4 5

г . , и м е ю т

с о в с е м

иной

х а р а к т е р .

Ч р е з в ы ч а й н о в о з р о с л а

т о ч н о с т ь в

основном в

с в я з и

с

применением

в ы с о к о ч а с т о т н ы х р а д и о м е т о д о в .

Это

ч е т к о

п р о ­

явилось

в

первых

послевоенных

р е з у л ь т а т а х ,

к о т о р ы е

обнаружили

большую

ошибку в

принятом

значении скорости

с в е т а .

С т а л о

в о з м о ж ­

н ы м п р о е к т и р о в а т ь

приборы

для

и з м е р е н и я р а с с т о я н и я

по

времени

распространения импульса с в е т а

или радиоволн

при

принятом

з н а ч е ­

нии

скорости

с в е т а . Эти

м е т о д ы

и

особенно

м е т о д ы

по

и з м е р е н и ю

скорости

с в е т а д е т а л ь н о

описываются, при э т о м особое

внимание

у д е л я е т с я

м е т о д а м

с

наибольшей

точностью

и з м е р е н и я .

В

последней

г л а в е о п и с ы в а ю т с я

н е к о т о р ы е

новые м е т о д ы

и з м е р е н и я

скорости

с в е т а ,

а

т а к ж е

один из

м е т о д о в

б ы с т р о г о и з м е р е н и я

р а с с т о я н и й ,

п р е ­

вышающих

3 0

м .

К а к

э к с п е р и м е н т а т о р ы ,

остро

з а и н т е р е с о в а н н ы е

в

приложениях

науки,

м ы

у д о в л е т в о р е н ы т е м ,

что

р а б о т ы , описанные

в

этой

книге,

привели

к

революции

в

измерении

р а с с т о я н и й . Б ы л и

р а з р а б о т а н ы

сравнительно

п р о с т ы е

приборы,

обеспечивающие

т о ч н о с т ь

измерений

до

І - І О -

6 .

Б о л е е

сложные

приборы с т а н о в я т с я

н а с т о л ь к о точными,

что

у ж е

и м е ю т с я предложения

принять величину

скорости

с в е т а

з а

единицу

и з м е р е н и й . Единица

длины

м о ж е т б ы т ь

т о г д а

получена из

единицы

скорости

с в е т а

и единицы

времени,

являющейся

наиболее

точно

и з м е р я е м о й

физической

величиной.