关于光探索的历史

关于光探索的历史

早在公元前六世纪，毕达哥拉斯就提出过光是一种微粒的观点，22个世纪后，牛顿又回到了这一观点，他把组成光的粒子称为“微粒”，并用它解释了如边缘清晰的影子，光的直线传播、光能在真空中传播等现象。

R．胡克和C。惠更斯认为光是一种波。

两种理论对光的传播速度有不同预言。

如果按粒子论，那么光的传播速度将于光源的速度有直接关系，如果按波动论，则光的传播速度与光源速度无关，而与介质速度有关。

杨氏双缝干涉实验让人们一度相信了光的波动说，但接下来的问题就是要弄清到底是什么在波动。类比声波、水波等物理现象，认为光的传播也需要媒介物似乎是合理的。19世纪的科学家熟悉自然界的机械行为，他们认为传播光的媒质是一种传光以太。他们相信这是无色无味，坚硬得足以传播有巨大速度的光，但纤细得又足以使行星自由穿行。

麦克斯韦的电磁理论曾经预言光是电磁波。这就预示着可以通过地球在以太中的运动，探测到以太。但是，多数效应取决于地球在以太中运动速度与光速之比的平方（v/c）2，这个数量级是10-4，但在麦克斯韦时代的实验技术无法测量。

迈克尔孙-莫雷实验

……

得出了0结果。这一实验在不同条件下又被重复了多次。另外两个更有趣的实验分别由米勒和托马斯切克与1924年做出。

米勒用太阳光代替实验室光源发出的光，以检验此效应是否与光源岁地球的移动

有关。他所使用的干涉仪的干涉臂长是迈克尔孙干涉仪的3倍，应该可以观察到条纹树木的移动是1.12，精度达到0.014.

托马斯切克所做的实验使用了星光，试图探知灵结果是否为太阳系效应，在这一难度更大的实验中，他使用了臂长为860cm的干涉仪，并期待有数目为0.3条纹移动，然而……

最后的话

对19世纪的科学家来说，静止以太的重要性就如同哥白尼之前的亚里士多德时期将地球看做静止一样，放弃以太理论并非易事。同样，迈克尔孙本人也从未放弃过以太理论。相反，他认为他的实验失败了。1907年他获得诺贝尔物理学奖，成为第一个获此奖的美国人，可他认为他获奖的原因并非是证明了以太理论的错误，而是因为他发明了干涉仪。

在科学的意义上，迈克尔孙实验的重要性在于，它证明了假如以太存在的话，他具有不可探测效应。接下来很多科学家又给出过一系列设想，试图解释以太其实是存在的。比如

有人认为，以太在空间传播时，地球表面的以太由于被拖拽而静止，

还有一种观点是：有洛伦兹和菲茨杰拉德分别独立提出的，即平行于以太风的干涉臂长度的收缩效应，恰好补充了垂直于以太风往返传播所增加的时间。