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迈克尔逊-莫雷实验的设计原理是什么呢？大家在机场或大商场都见过自动扶梯。 如果人快速地从扶梯上A点走到B点，再从B点走回A点，再比较他以同样的速度在地面上走过的相同的距离。那么，他在扶梯上肯定要花更多的时间，走过的路程也更多。 这点点对于地球在太阳系中的移动速度与光速相比，实在太小了。但是如果把这点点变成光程差，就可以让光干涉条纹产生移动。精通于光学的迈克尔逊设计出了一种新的干涉仪-迈克尔逊干涉仪。可以做个简单的假设计算。设扶梯AB长100米。扶梯移动的速度为1秒每米。人移动的速度为每秒10米。那么他走过扶梯的时间为：100米除以11米每秒加上100米除以9米每秒，共20.2秒。他走过地面相同距离的时间为：200米除以10米每秒，共20秒。这个人在扶梯上多用了0.2秒，多走了2米的路程。这点点就是麦克斯韦在信中提到的“双程光速在各个方向的差别只有地球速度与光速的平方之比v^2/c^”。 一束光经过M分光镜，分成两束光。一束光与以太速度方向（地球在以太中移动方向）同向，光速以c - v行驶距离d到达反光镜 和再以c + v来回到分光镜。另一束光与以太速度方向垂直，光速以约等于C的速度行驶相同距离d到达另一反光镜再回到分光镜与第一束光汇合产生干涉。然后将实验设备转动90度。两光臂中光的速度互换，使已经形成的干涉条纹将产生移动，从而计算出以太速度。 1881迈克尔逊第一次完成了实验，光臂长为1.2米。没有观测到的条纹移动。迈克尔逊大胆地作出结论：静止以太的假设是不对的。可是科学家们对迈克尔逊的实验表示怀疑。迈克尔逊自已也感觉不满意。1886年迈克尔逊与莫雷（1838-1923）合作，将光臂延长为11米。依然得到了0的结果。迈克尔逊-莫雷实验结果发表后，科学界大为震惊。这对以太假说是致命的。 |