迈克耳孙-莫雷实验.ppt

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1、实验设想：假定麦氏电磁理论仅在“以太”中成立,在“以太”参考系中光速各向同性且恒等于c，而在其它参考系光速各向异性。因此在地球上可以设计实验来测量地球相对“以太”的速度，证实“以太”绝对参考系的存在。假定太阳与“以太”固连，地球相对于“以太”的速度就应当是地球绕太阳的运动速度。为了测量地球相对于“以太”的运动,1881年迈克尔孙用他自制的干涉仪进行测量,结果是未观测到地球相对“以太”的运动.1对光线（1）：地球系以太风机动目录上页下页返回结束“以太”参考系是绝对静止系设“以太”参考系为系实验室为系2对光线（2）设光程差光程差与条纹移动关系仪器转动引起干涉

2、条纹的移动：机动目录上页下页返回结束3人们为维护“以太”观念作了种种努力，提出了各种理论，但这些理论或与天文观察，或与其它的实验事实相矛盾，最后均以失败告终.实验结果未观察到地球相对于“以太”的运动.仪器可测量精度理论预测4迈克耳孙-莫雷实验测到以太漂移速度为零,对以太理论是一个沉重的打击,被人们称为是笼罩在19世纪物理学上空的一朵乌云.以后又有许多人在不同季节、时刻、方向上反复重做迈克耳孙-莫雷实验．近年来,利用激光使这个实验的精度大为提高,但结果却没有任何变化．结论：作为绝对参考系的以太不存在!5本章目录14-0教学基本要求14-1伽利略变换式牛顿的绝对

3、时空观14-2迈克耳孙-莫雷实验14-3狭义相对论的基本原理洛伦兹变换式14-4狭义相对论的时空观选择进入下一节：14-6相对论性动量和能量END6第十四章相对论(1)1.阅读:P262～P2712.书面作业:P297习题：14-5,14-7,14-8,14-93.预习:P271～P2887“以太”参考系是绝对静止系GM1GGM1M2T设“以太”参考系为系实验室为系8OM1M2T（从系看）OM2M2OOM2O9迈克尔孙—莫雷实验为了测量地球相对于“以太”的运动,1881年迈克尔孙用他自制的干涉仪进行测量,没有结果.1887年他与莫雷以更高的精度重新做了此类实

4、验,仍得到零结果,即未观测到地球相对“以太”的运动.人们为维护“以太”观念作了种种努力，提出了各种理论，但这些理论或与天文观察，或与其它的实验事实相矛盾，最后均以失败告终.实验结果未观察到地球相对于“以太”的运动.仪器可测量精度理论预测101.地球相对以太静止论地球为绝对参照系，光速在地球上恒为C且各向同性。这样显然光程差为零，在地球上实验条纹不移动。但此解释必然得出地球是宇宙中心的结论，同时太阳光在地球周围各向同性，但太阳相对地球运动，仍不符合经典速度合成。迈克耳逊——莫雷实验的零结果，说明了“以太”本身不存在。实验结果1907年迈克耳逊因创制精密光学仪器

5、而获得诺贝尔物理学奖四对实验结果的几种解释机动目录上页下页返回结束11恒星光行差现象（1727年发现）：观察恒星光线的视方向与“真实”方向之间有一夹角，这说明若以太存在，将不能被地球拖动。若被拖动则地球上将看不到光行差现象。地球上观察天体的方向，应是地球相对恒星的运动速度与光速合成的方向。理论计算：对太阳光的实验观测：2.拖曳理论地球不是绝对参照系。但由于以太很轻，地球在以太中运动可以拖动以太一起运动。但这种说法与光行差现象矛盾。机动目录上页下页返回结束12静止光源光速为C，运动光源光速改变，且各向同性。这样在地球上用静止光源做实验，条纹当然不移动。麦氏方程

6、在地球上精确成立，但在以太中形式不同。仍认为以太存在，这样阳光在地球上不为C。3.发射理论机动目录上页下页返回结束这一说法与双星实验相矛盾。若光速与光源运动有关，则在1处光速相对地球为C+v，2处光速相对地球为C-v。在同一时刻观看B星不应是一亮点。B星不同时刻发出的光在同一时刻到达地球，拍摄照片应是一条很短的亮线。但实验结果均为亮点，说明光速与光源运动无关。1924年用日光做迈氏实验，仍然无移动，证明双星实验正确。地球1213假定认为沿相对以太运动方向上物体长度收缩为则在地球上观测，光沿MM1M时间：沿MM2M无收缩：洛仑兹在此基础上建立了一套惯性系间的变

7、换关系，可证明麦克斯韦方程在此变换下不变。但他没有突破经典时空观，没有建立相对论，并对自己结果持怀疑态度。长度为什么会收缩，长度定义是什么，变换中时间的意义是什么……？因此同理：4.收缩假定（1892年洛仑兹—斐兹杰惹）机动目录上页下页返回结束14