Эффект Саньяка — появление фазового сдвига встречных электромагнитных волн во вращающемся кольцевом интерферометре. Эффект проявляется и при кольцевом распространении волн неэлектромагнитной природы.
Эффект был описан Жоржем Саньяком (фр. Georges Sagnac) в 1913 г.
Величина эффекта прямо пропорциональна угловой скорости вращения интерферометра, частоте излучения и площади, охватываемой путём распространения световых волн в интерферометре.
(https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e0/Sagnac_shift.svg/220px-Sagnac_shift.svg.png)
Применение Эффект используется в кольцевых лазерных гироскопах для определения угловой скорости в системах инерциальной навигации.
Спутниковые навигационные системы (например, GPS и ГЛОНАСС) учитывают эффект, вызываемый вращением Земли, при синхронизации временны́х сигналов.
САНЬЯКА ОПЫТ, доказал возможность эксперим. определения угл. скорости вращения системы для расположенного в ней наблюдателя, т. е. возможность определения неинерциальности движения системы для покоящегося в ней наблюдателя (эффект Саньяка). Проведён Ж. Саньяком (G. Sagnac) в 1913. В С. о. (рис.) на круглом диске D располагались зеркала S, источник света L ц фотогр. пластинка Ph. Полупрозрачная пластинка Н делила луч света от источника на два: луч 1 шёл по замкнутому пути в направлении вращения диска, луч 2 - в противоположном направлении. При вращении всей системы с угл. скоростью(http://femto.com.ua/articles/part_2/p2/8016-46.jpg) вокруг оси, перпендикулярной плоскости диска, луч 1, согласно общей теории относительности, с точки зрения наблюдателя, находящегося на диске, тратит на полный обход больше времени, чем луч 2; разность времён обхода (http://femto.com.ua/articles/part_2/p2/8016-47.jpg)где R - радиус окружности, на к-рой располагаются зеркала S и пластинка Н. В результате на фотопластинке при вращении диска наблюдается смещение интерференц. полос (по сравнению с их положением при покоящемся диске) на величину (http://femto.com.ua/articles/part_2/p2/8016-48.jpg)(http://femto.com.ua/articles/part_2/p2/8016-49.jpg), выраженную в(http://femto.com.ua/articles/part_2/p2/8016-50.jpg), где(http://femto.com.ua/articles/part_2/p2/8016-50.jpg)-длина волны излучения монохрома-тич. источника света L частоты (http://femto.com.ua/articles/part_2/p2/8016-52.jpg), а (http://femto.com.ua/articles/part_2/p2/8016-53.jpg)- разность фаз встречных волн 1 и 2. При(http://femto.com.ua/articles/part_2/p2/8016-54.jpg),(http://femto.com.ua/articles/part_2/p2/8016-55.jpg)см и (http://femto.com.ua/articles/part_2/p2/8016-56.jpg)(угл. скорость вращения Земли) сдвиг полос составляет малую долю: (http://femto.com.ua/articles/part_2/p2/8016-57.jpg)То же выражение для разности фаз(http://femto.com.ua/articles/part_2/p2/8016-58.jpg) можно получить для наблюдателя, покоящегося в лаб. системе отсчёта. Действительно, если рассматривать нерелятивистское вращение точек диска, когда (http://femto.com.ua/articles/part_2/p2/8016-59.jpg)время (http://femto.com.ua/articles/part_2/p2/8016-60.jpg)распространения луча 1 по направлению вращения определяется из соотношения (рис.) (http://femto.com.ua/articles/part_2/p2/8016-61.jpg)Здесь (http://femto.com.ua/articles/part_2/p2/8016-62.jpg)- дополнит. расстояние, на к-рое сдвинется пластинка Я («уйдёт» от догоняющего её луча 1) за время (http://femto.com.ua/articles/part_2/p2/8016-63.jpg)обхода луча по замкнутому контуру. Аналогичное соотношение для луча 2:(http://femto.com.ua/articles/part_2/p2/8016-64.jpg) В результате при (http://femto.com.ua/articles/part_2/p2/8016-66.jpg). Иногда эту разность времён, возникающую в лаб. системе отсчёта, связывают с разностью доплеровских частот, испускаемых движущейся пластинкой по направлению лучей 1 и 2. Основываясь на результатах С. о., А. Майкельсон (A. Michelson) и Г. Гейл (Н. Gale) в 1925 определили скорость вращения Земли вокруг своей оси. В 1962 этот опыт был повторён А. Джаваном (A. Javan) с использованием когерентного излучения гелий-неонового лазера. Основанные на эффекте Саньяка интерферометры с лазерными источниками света используются в качестве датчиков угл. скорости, угла поворота и ориентации в пространстве для вращающихся объектов. Чувствительность таких интерферометров можно заметно увеличить, если использовать многократные (N-кратные) обходы по замкнутому контуру встречных лучей 1 и 2. Тогда(http://femto.com.ua/articles/part_2/p2/8016-67.jpg), где (http://femto.com.ua/articles/part_2/p2/8016-68.jpg)=(http://femto.com.ua/articles/part_2/p2/8016-69.jpg). Такая схема реализуется в совр. волоконно-оптич. интерферометрах (см. Волоконно-оптический гироскоп). В них излучение, распространяющееся внутри оптич. волокон, намотанных, как в соленоидах, на цилиндрич. стержень, N-кратно проходит по замкнутому контуру (где N - число намотанных витков). Для такого интерферометра при (http://femto.com.ua/articles/part_2/p2/8016-70.jpg)см, (http://femto.com.ua/articles/part_2/p2/8016-71.jpg)см и(http://femto.com.ua/articles/part_2/p2/8016-72.jpg) при оптич. волокне с поперечным сечением в 100 мкм2 (http://femto.com.ua/articles/part_2/p2/8016-73.jpg), а(http://femto.com.ua/articles/part_2/p2/8016-74.jpg), что можно наблюдать даже невооружённым глазом.
(http://femto.com.ua/articles/part_2/p2/8016-45.jpg)
Лит.: Ландау Л. Д., Л и ф ш и ц Е. М., Теория поля, 7 изд., М., 1988; Франкфурт У. И., Специальная и общая теория относительности. Исторические очерки, М., 1968. С. Н. Столяров.