|
附言：曾打算将‘摘掉物理学上空的这朵“乌云”’向有关杂志投稿。考虑到我曾获益于该网站，应当支持网站的工作，自认为这篇文章有一定的份量，也许能为网站添点色，决定，首先把它贴在网站上。全文分三部分，即：一、从迈克尔逊、莫雷的实验结果不能推导出以太风不存在的结论，二、关于实验的改进方案，三、干涉条纹移动量的计算公式推导。打算分三次贴出，今天，贴出第一部分。
摘掉物理学上空的这朵“乌云” (一、从迈克尔逊、莫雷的实验结果不能推导出以太风不存在的结论) 摘要：本文通过分析迈克尔逊-莫雷实验，得出无论有没有以太飘移无论以太的飘移速度为何值都不可能有干涉条纹移动的结论。 关键词：迈克尔逊-莫雷实验，干涉条纹。以太飘移。 在物理学界，通常把迈克尔逊-莫雷实验和黑体辐射实验称为十九世纪末叶飘在物理学晴朗天空的“两朵乌云”。迈克尔逊-莫雷实验这朵乌云实际上当时并不存在，理由如下。 先看一道初等数学题。 已知：a、b、a`、b`四个正数，e是a、b之差的绝对值，e`是a`、b`之差的绝对值。 求：e、e`之差。 解：e=‖a-b‖，e`=‖a`-b`‖，e-e`=‖a-b‖-‖a`-b`‖。 若a=b`，b=a`，则e-e`= ‖a-b‖-‖a`-b`‖ =0 再联系到迈克尔逊-莫雷实验。（实验的详细描述请看 张元仲 著 《狭义相对论实验基础》第24至26页）。 在迈克尔逊-莫雷实验中，这里，a是第一次实验时（即把仪器转过90度之前），光在AB臂上传播用的时间，b是第一次实验时，光在AC臂上传播用的时间，a`是第二次实验时（即把仪器转过90度之后）光在AB臂上传播用的时间，b`是第二次实验时光在AC臂上传播用的时间，e表示第一次实验时光干涉条纹的‘位置’，e`表示第二次实验时光干涉条纹的‘位置’。 当AB=AC时（注：迈克尔逊-莫雷实验的实验方案恰恰正是这样设计的，详细情况见 张元仲 著《狭义相对论实验基础》一书第26页），可知a=b`，a`=b，则有e-e`=‖a-b‖-‖a`-b`‖=0 。这表明，第一次实验时光的干涉条纹与第二次实验时光的干涉条纹重合 这就是说，无论有没有以太飘移，无论以太的飘移速度为何值，迈克尔逊-莫雷实验的干涉仪上都不可能有干涉条纹移动。 以上分析可以看出，从迈克尔逊-莫雷实验没发现干涉条纹移动不能得出飘移以太不存在的结论。因此，这朵“乌云”也就不存在了。 参考文献：［1］、张元仲 著《狭义相对论实验基础》。 |