迈克耳逊-莫雷实验的解释及意义

,
,
任 一 方 向恒
思 想前提 不 成 立
。
第 二 相对 论 认 为 经 典 力 学
, ,
为
,
并 与光 源 运 动 无 关
, 一
由这 个 假 设 可 知 在
的成 立范 围是 速 度远 小 于光 速 的宏 观物 体 而 上 述 推理 中 运 用 了 经 典 力 学 的 速 度 合 成 公 式 因 此 推理 过 程 不 正 确 综 上 所述
一
迈 莫实验
一
解释
意义
。
迈 克耳 逊 莫 雷 实 验 是 物 理 学 中 的 一 个 重 要 实验 在物理 学 发展上起着重要 作 用 在相对
, 。 , 。
有 发 现 相 干 条纹 移 动
2
.
实验 推 出
“ ”
,
“ v
一 o 的 结 论值 得商榷
’
”
论 产 生之前
已 有不 少 物理学 家给 出了解释
, 。
但
按 照 当时 的 以 太 理 论 存在 着 一种 传 播 光的 以 太
.
`
”
,
由于 历 史的 限 制 他 们 的 解 释 都 欠妥 只 有 相 对
。
并 设它相 对于地 球的速 度 为
1
一、
v
。
若
论 才 能 正 确 解 释 和 评 价 这 个 实验 的 价 值
1
.
干涉 仪臂长 公式 光 由
。
一L \ ( 一L
`
9c 0
后 两 束光 重 新 会 合
ZL o
Z
,
:
t
`
二
一
t
`
ZL 。
y
e
一
。
。
2
一
v
万 左 二不
厄
干涉仪转 动 9 0
t 己
前 后 时 间 差 的 改变 为
:
一△ 一△
t
t
`
= 2△ t
由此 而 引 起 的 光 程 差 为
△=
e
t 占
:
从 而 引 起 干 涉 条 纹 移动的 条 数
N 一△
/入
:
。
丫
古t = △ r 一 △ t = O
L
分
〔 认;
故
N 一 。至此
实验 得 以 解释
“
A
其 解释 除 了 有 上 文 有 理 论 本 身 的 内部 矛 盾
,
2 ” 中的两
安徽教育学院 学报 ( 自然 科学 版 )
998
1第 年
l
期 ( 总第
79
期)
迈 克 耳 逊
一
莫 雷 实 验 的 解 释 及 意 义
董 书平 颜期增
一 ,分 析 经 典 理 论 对迈 克 耳 逊 莫 雷 实 脸 解 释 的 错 误 再 从 相 对 论 角度 解
释 和评 价 之
关 键词
卜 。
根 据经 典速 度合成
:
迈 克耳 逊 莫 雷 实 验
一
A
~
B
~
A l
C
_
、
所需 的 时 间 为
。
十 八世 纪 后 由 于 发 现 光 的 波 动性 / f ] 为 l
’`
,
.
、
1
C
一
.
、
ZL
,
c
了解 释 光 的 传 播 而 引 入
” ”
。
以大
”
概念
,
。
设想 以
“
“
一
V
护
、 :
C
-
一
V
-
太 是弥 漫在整 个 空 间的 一种 物 质 光 借 助 以 太 这 种 媒 质 传 播 按 经 典 理 论 地 球 在 以太 中 绕 太 阳公 转 就 象 急 驰 的 火 车 相 对 于 周 围 空 气
独立 地提 出 了有 名 的 收缩 假设 度
v
,
题 若 用狭 义 相 对论 来 解 释 有 关 以 太 问 题 又 能 得到 什么 结论 呢? 爱 因斯坦 曾说 光 的 以 太是 多余的
。
’
即 以 太 中以 速
: “
引 入 传递 没有 以 太
运动 的杆 子沿运 动方 向缩短 了
1一 (v
“
。
’
,I
但 他 又 说过
, ,
1
8 年第
l( 期 总第
7
期)
相 对 论 来解 释
。
看 到 这里 有两 点 值 得商 榷 第 一 物 理 学 的发 展
已 否 定 了 传播 光 的
“
:
,
由爱 因 斯 坦 第 二 条 假 设
c
, 。
以 太 的 存在
,
”
,
因此 实验 的
,
真 空 中的 光 速 相 对 于 任 何惯性
— 系沿
光 速 不 变性
。
:
`
’
’ / / 1
/ c
“
)倍
。
在 L
一 l,
、。
一l
一
_
、
泊勺 等 臂 条件 下
.
的 虚空 是 不 可 以 想 象 的 不排斥以太 被 否定
。 ,
”
名
而 狭 义 相对 论 并
“
`
“
渔
该实验 中
L
f。
L 、。 一 L
。,
l/
v : 之 一 ( /c )
1
一
、
一
就 目前 所 知
:
以太
’
的存 在 未
.
”
J
一 L .I 由 前 面 的 推 导 知
l
C
_
相对 论 作 为 一 种 正 确 的理 论 应 该
。
。、
能 分 析 和 解 释 与 之 有 关 的现 象
—
碑
`
V
C
一
、
J
21
C
\ 。e
I Z
-
一
Z
V
万 二灭 /歹
乡 1勺
c
竺
L从
“
、
2L
、 之
一
/
:
.
e
一
t
、
/
t、
`
c
;
一
v
△t一
一
~ O
、 ù é
, , 。 。 , ,
地 球 这 个 惯性 坐 标 系 里 光 速 当 然 是 各 向 同 性 的 于 是 在 迈 克 尔逊 莫 雷 实验 中 各臂方 向 上 的 光 速 相 同 而 臂 长 又 相 等 故 各臂 方 向 上 光 线 通 过 的 时 间 相 等 实验 得 以 解释
5
.
用经 典 理 论 分
.
光由
t
A
。
~
t
C
、 .
~
+
A
t。
所需 的时 间为
、
“
”
一
,
兰 一/些 一
。2
7
、
一些生一
/
c 之
、 址
一
v
艺
运动 而产生一 股风 一样 也 应有一股 以 太风
一
`
’
”
。
l 2 了e
:
j
迈 克 耳 逊 莫 雷 实 验 就 是 为 了 测 量 以太 风 而
设计 的
P
。
“
”
一
P
、 :
,
实验 装 置 如 图 一 所 示
,
,
析 该 实验 前 提 不 成 立 推 理 过 程 不 正 确 结 论 当然不可信
3
.
,
。
用 相 对论讨 论 以 太 漂移速 度 由于
, `
.
洛 仑 兹 和 斐兹 杰 葱 解 释 的 错误
以太 的存 在 是 一 个 悬 而 未 决 的 问
“ ”
,
”
洛 仑兹 和 斐 兹 杰 惹 在 解 释 这 一 现 象时 各 自
, ,
。
故 两 束光 到 达 △t=
t
二
的时 间差 为
乙L C
,
.
:
该实 验 先 观 察
。 ,
)c
上 的 相干 条纹
然后把 仪器平 稳转 动 9 0
观
一
t
。
乙L
Z
。
一
v
厄 二灭 万 若 了
察转 动前 后 干 涉 条 纹 的变化 但实 验 结 果 却 没
当仪 器 平 稳 转 过 的时 间差为 △t =
应 用 数 学 知识 可 得
N = ZL o v
Z
/ (久
e
Z
)
,
而 实验 结 果 没 有 观 察到 条 纹 移 动 即
N= 0
故推 出
v
= 0
,
图 l
从 历 史 的 角 度考 虑 当 初 的 这 种 思 想 和 推
安徽教育学院学报 ( 自然 科 学 版 ) 理 无 可 非议 但 在 相对 论 产生 后 的今 天 我们 应