|
В момент максимального сближения Земли с Юпитером (рис. 4), в положении I, период Ио — Т1 = 1,77 суток = 1,5·105 сек. Рис. 4 При движении Земли к положению II период Т1 начинает увеличиваться и достигает своего максимума T2 в положении II, после чего уменьшается и становится опять равным Т1 в положении III, т. е. Т1 = Т3. Но уменьшение здесь не заканчивается, а продолжается до положения IV, где период Т4 приобретает минимальное значение. Затем происходит его увеличение до величины в первоначальном положении I. Максимальное приращение периода Ио ?Т2 = 15 с, примерно такое же и максимальное уменьшение — ?Т4 = 15с. Во всех остальных промежуточных положениях Земли на орбите изменения периода Ио пропорциональны составляющей скорости Земли относительно Юпитера по прямой Земля-Юпитер. Период увеличивается, если Земля удаляется от Юпитера, и уменьшается при приближении к Юпитеру. Так как угловая скорость обращения Юпитера вокруг Солнца много меньше угловой скорости Земли (год Юпитера равен почти 12 земным годам), то в течение года взаимное положение Земли и Юпитера меняется незначительно и не оказывает заметного влияния на описываемый эффект. Сравнивая два наблюдения периодов Ио в точках I и III, О. Рёмер увидел, что периоды их равны, но начало периода в положении III опаздывает, по его измерениям, на 22 мин по сравнению со случаем, если бы продолжительность периодов не менялась в течение времени между наблюдениями. Астроном определил, что запаздывание начала периода Ио в точке III вызвано тем, что свет от спутника должен пройти до наблюдателя дополнительное расстояние, равное диаметру земной орбиты. Делением данного расстояния на время опоздания Рёмер впервые в мире вычислил скорость света. Рассмотрим теперь периоды в положениях II и IV. Первый из них больше первоначального на 15 с, второй — на столько же меньше. Изменение длительности периодов показывает, что свет имеет разные величины своей скорости относительно наблюдателя в зависимости от условий регистрации. Действительно, спутник Ио отражает свет в течение времени Т и образует в пространстве поток света протяженностью ? = сТ, где с — скорость света в системе Юпитера, Т — время обращения спутника Ио вокруг Юпитера. ? — это звено, которое состоит из двух частей: а — Ио находится в освещенном месте, б — имеется разрыв в потоке света, Ио в тени Юпитера, а Земля в нашем эксперименте — платформа. В положении I Земля неподвижна относительно Юпитера по прямой Земля-Юпитер. Звено ?, преодолев расстояние от Юпитера до Земли, регистрируется наблюдателем на Земле в течение периода: — 10 —
|