第三百一十九章 玩的可真特么大(上)(9.4K)(3 / 4)

如果存在以太,则当地球穿过以太绕太阳公转时,在地球通过以太运动的方向测量的光速,应该大于在与运动垂直方向测量的光速。

于是呢,

迈克尔逊和莫雷他们就搞出了这么个实验设备。

这个实验使用到的仪器并不复杂,从俯视图来看,总共分成四个模块:

光源位于俯视图的最左边,光路从左往右发射——在实际操作的时候,这个方向要与地球公转的方向一致。

光源右侧的位置上放着一块分光镜。

分光镜字如其名,就是可以将光线分开的镜子,也叫作分束镜。

它从材料的性质上划分是一种镀膜玻璃,在光学玻璃表面镀上一层或多层薄膜。

当一束光投射到镀膜玻璃上后,通过反射和折射,光束就被分为两束或更多束。

迈克尔逊莫雷实验需要用到的分光镜的精度要求很高,它可以将光线分成继续向右的光束1,以及垂直向上的光束2——同样是俯视图的说法。

随后在光束1和光束2的末端再放置两块反光镜,光线抵达后便会原路返回。

早先说过。

地球公转的时候会有迎面吹来的‘以太风’,这个速度是30公里每秒。

因此在沿着公转方向上的光束1,到达m1和从m1返回的传播速度为不同的。

假设地球的速度是v,分光镜到反射镜的距离是d。

那么过去和回来的速度就分别是-v和+v,相当于逆风和顺丰。

二者往返的时间则是:

d/(-v)+d/(+v)。

而光束2由于和地球运转方向垂直,所以无论来还是回都会遇到以太风。

那么时间便是固定的:

2d/√(2-v2)。

如此一来。

光束2和光束1到达观测屏的光程差就是:

(d/(-v)+d/(+v)-2d/√(2-v2))。

有光程差,它们就一定会产生干涉条纹。

接着只要让实验仪器整体旋转90度,则光束1和光束2到达观测屏的时间互换,使得已经形成的干涉条纹产生移动。

这个改变的量也很好计算,高中物理就学过,是△l=2dv2/2。

如此一来。

移动条纹数就是△l/λ。

迈克尔逊当时设计的干涉仪光臂长度为12米,最终理论上应该移动的条纹是0.37。

至于结果嘛......

这样说吧。

迈克尔逊莫雷实验的目的是为了证明以太的存在,迈克尔逊和莫雷也是坚定的以太论支持者。

而这个实验在物理史上呢,又被称作小泊松实验.......

看到泊松二字,想必大家也都猜到了最终结果。

没错。

条纹别说0.37了,它压根动都没动。

本该证明以太的实验,反倒把以太给反杀了。

所以这个实验是物理史上的重大节点之一,也是后世那些否定相对论的民科口中必提的另一个实验:

不过比起充作民科‘理论支点’的斐索流水实验,迈克尔逊-莫雷实验在民科口中往往充当的是丑角。

标准术语一般是这样的:

这种待遇有些像三国里的骷髅王袁术,基本上提到此人便离不开一句冢中枯骨......

但实际上呢。

这些民科质疑的事情,物理史上早就有一堆人diss过了。

比如在迈克尔逊-莫雷实验结果公布后,当时许多人都认为这个实验谈不上决定性。

例如赫赫有名的洛仑兹,就曾经对实验的否定结果依然疑虑重重。

瑞利在1892年发表的一篇论文中则认为“地球表面的以太是绝对的静止还是相对的静止”,依然是一个悬而未决的问题。

他觉得迈克尔逊—莫雷实验的否定结果是“一件真正令人扫兴的事情”。

哦对了,还有在今天现场被男酮盯上的老汤。

这位开尔文勋爵死活不相信这个结果,就和得知了关羽已死的刘备一样,嘴里头嚷嚷着‘不可能,我以太论天下无敌’。

他在1900年的巴黎国际物理学会议上,甚至直接敦促莫雷和另一个叫做米勒的物理学家重做一次实验,否则就要起诉他们.....

在从迈克尔逊-莫雷实验公布结果到老爱发表相对论期间。

科学家在不同地点、不同时间重复了不知道多少次迈克尔逊-莫雷实验。

并且应用各种手段对实验结果进行验证,精度不断提高。

奈何结果依旧不变。

干涉条纹仿佛被耳根压住了一般,我自巍然不动。

而发现实验结果不变后,物理学家们又开始去找实验的弊端,却依旧无果。

可以这样说。

纵观物理学史,你就找不到几个能像迈克尔逊—莫雷实验被整个物理学界花小20年去倾力找bug的实验。

在这种情况下。

后世若是从某种未知的物质、或者微观角度去找茬那还好说点。

但那些民科却直接从字眼上去扣,例如什么少走了五分之一光路啊,没设立相对原点啊云云——这些其实早就被物理学界研究过不知道多少次了。(吐槽一下抖音的算法,我最近看了几个民科博主,现在主页全是民科了,真的看得人高血压.....)

民科真正说对的其实只有一句话,那就是老爱提出的光速不变确实还只是假说而非原理。

但问题是这个假说虽然没有真正的、可以盖棺定论的实验证明,但它在和其他理论的争论中却同样没有败过。

至少在徐云看来。

一个假说在被普遍接受之后,在应用它的时候,其实就和原理没啥区别了。

很多场合下,抠字眼是一种很无趣的行为。

就像纯净水和矿泉水是两个概念,但当你叫朋友去买瓶矿泉水的时候他买了瓶纯净水,你和他说买错了水试试?

真这样说,朋友都迟早得离你而去。

视线再回归现实。

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