以太漂移的探索

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1、以太漂移的探索第十六組到底什么是以太呢???以太(Ether)(或譯乙太;英語:ether或aether)以太是希臘語,原意為上層的空氣,指在天上的神所呼吸的空氣。在宇宙學(xué)中,有時又用以太來表示占據(jù)天體空間的物質(zhì)。在物理學(xué)思想的發(fā)展中,“以太”是作為一種特殊物質(zhì)被引進物理學(xué)的笛卡爾1644年發(fā)表的《哲學(xué)原理》中也引用了以太的觀念他認為由于太陽周圍以太出現(xiàn)漩渦,才造成行星圍繞太陽的運動1678年惠更斯把光振動類比于聲振動,看成是以太中的彈性脈沖,以太又充當(dāng)了光波的載體以太說的起源光以太,電磁以太1800年以后,由于波動說成功地解釋了干涉、衍射和偏振等現(xiàn)象,以太學(xué)說

2、重新抬頭在波動說的支持者看來光既然是一種波,就一定要有載體存在。而麥克斯韋則設(shè)想用以太的力學(xué)運動對電磁現(xiàn)象作出解釋.他所提出的光的電磁理論,又把產(chǎn)生電磁現(xiàn)象的媒介和光以太統(tǒng)一起來。在電磁波以光速傳播的預(yù)言被證實后,以太的存在便在物理學(xué)界獲得了廣泛的承認。以太絕對參考系對于電磁現(xiàn)象的研究,可以定義一個最優(yōu)慣性系,即相對于以太靜止的參照系,這實際上就是牛頓的“絕對空間”,而且利用在靜止以太中以太恒定速度傳播的光信號,又可以確定出在宇宙中一切地點都同步的“絕對時間”這樣,充滿整個宇宙的絕對靜止的以太,就成了牛頓絕對時空的物質(zhì)框架光行差的觀測詹姆斯·布拉德雷Bradle

3、y·James英國天文學(xué)家,發(fā)現(xiàn)星光的光行差并用它測定光速。他測出的光速是308,300公里每秒,很接近現(xiàn)代數(shù)值299,792公里每秒。這一數(shù)值公布于1729年,它證實了奧利·羅默1679年公布用另一種方法所測光速的正確。布拉德雷晚年盡全力編制一個龐大的星表,記載他在最后12年所作的6萬多個觀測。他死后多年,他的星表才分作兩卷,在1798和1805年出版。布拉德雷的第二個大發(fā)現(xiàn)是地軸的章動,這是追求光行差的觀測更進一步的結(jié)果。布拉德雷很厲害哦!阿拉果D.F.J.Arago(1786—1853)法國著名物理學(xué)家他從牛頓力學(xué)速度疊加原理出發(fā),認為如果發(fā)光體和觀測者的

4、運動速度不同,光速應(yīng)有差別,于是他親自做了一個實驗。阿拉果的望遠鏡實驗他的實驗正說明經(jīng)典的速度疊加原理不適用于光的傳播。他假設(shè)星體以無數(shù)種速度發(fā)射光的微粒,只是因為人眼對光有選擇性,只能接收某一特定速度的光微粒,所以看不出差別。菲涅耳提出部分曳引假說假說一:在透明物體中,以太可以部分地被這一物體拖曳。假說二:假設(shè)透明物體的折射率決定以太的密度。假說三:假設(shè)這些密度與折射率的平方成正比。假說四:真空中的以太是絕對靜止的,透明物體運動時,物體只能帶動多于真空的那一部分以太。裴索試驗1859年,斐索做了一個流水實驗,實驗的目的是為了考察介質(zhì)的運動對在其中傳播的光速有何

5、影響,從而判斷以太是否被拖曳。實驗裝置如右圖所示,光束由光源發(fā)出后,經(jīng)過半透鏡后分為兩束,一束光與水流方向一致,另一束光則與水流方向相反,兩束光在觀察者處產(chǎn)生干涉條紋。麥克斯韋堅持著什么?麥克斯韋從未完全放棄旋轉(zhuǎn)的電子管和以太的渦旋。在他《電和磁》中,他寫道,“磁力是渦旋的離心力的作用”,而“電動勢”則是“加于起聯(lián)結(jié)作用的結(jié)構(gòu)的應(yīng)力”麥克爾遜干涉儀實驗同學(xué)們,很熟悉吧?邁克爾遜干涉儀,是1883年美國物理學(xué)家邁克爾遜和莫雷合作,為研究“以太”漂移而設(shè)計制造出來的精密光學(xué)儀器。它是利用分振幅法產(chǎn)生雙光束以實現(xiàn)干涉。通過調(diào)整該干涉儀,可以產(chǎn)生等厚干涉條紋,也可以產(chǎn)生

6、等傾干涉條紋。主要用于長度和折射率的測量。邁克耳孫和愛德華·威廉姆斯·莫雷使用這種干涉儀于1887年進行了著名的邁克耳孫-莫雷實驗,并證實了以太的不存在實驗原理示意圖用邁克爾遜干涉儀測量兩垂直力一向上光速差值的實驗。但結(jié)果證明光速在不同慣性系和不同方向上都是相同的。由此確定了光速不變原理,與狹義相對論基本原理吻合,證實了以太的不存在。在1887年到1905年之間,人們曾經(jīng)好幾次企圖去解釋麥克爾遜——莫雷實驗。最著名者為荷蘭物理學(xué)家亨得利克·羅洛茲,他是依據(jù)相對于以太運動的物體的收縮和鐘變慢的機制。然而,一位迄至當(dāng)時還不知名的瑞士專利局的職員阿爾貝特·愛因斯坦,在

7、1905年發(fā)表的一篇著名的論文中指出,只要人們愿意拋棄絕對時間的觀念的話,整個以太的觀念就是多余的。幾個星期之后,一位法國最重要的數(shù)學(xué)家亨利·彭加勒也提出類似的觀點。愛因斯坦的論證比彭加勒的論證更接近物理,因為后者將此考慮為數(shù)學(xué)問題。通常這個新理論是歸功于愛因斯坦,但彭加勒的確在其中起了重要的作用.英國物理學(xué)家洛奇(OliverJosephLodge,1851—1940)在1892年做了一個鋼盤轉(zhuǎn)動實驗,以試驗以太的漂移。洛奇的轉(zhuǎn)盤實驗他把兩塊靠得很近(相距僅1英寸)的大鋼鋸圓盤(直徑為3英尺)平行地安裝在電機的軸上,高速地旋轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)速可達4000轉(zhuǎn)/分)。一束光

8、線經(jīng)半鍍銀面分成相干的兩

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