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迈克耳逊莫雷实验问题见图.若根据以太存在的假设,图中射向M2即上方平面镜的光线的方向应为蓝色的线,而非绿色的.因为以太风

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/07/18 16:17:22
迈克耳逊莫雷实验问题

见图.若根据以太存在的假设,图中射向M2即上方平面镜的光线的方向应为蓝色的线,而非绿色的.因为以太风的吹拂,光路会产生偏移.为何图中仍以绿色为地球上人眼中的光路呢,且以根号下C²-v²表示这路光的视速度呢?实在不解,望牛人解答.
这是参照系的变换导致的.
因为这个实验的背景,是验证以太存在.当时是假定有以太,而地球因为自转,肯定有一个方向是相对以太的速度不为0的.而光也是有惯性的.那绿色的一对光线是在地球参照系下的路线.就是说光线和仪器在SM方向上是一直相对速度为0的,在以太的参照系中,光线和仪器都是向右方运动的.光线在以太中实际是走的那条斜线.
就像我们在运动的火车上,抛一个球又接住,我们在火车(相当于地球)上看是走了一个竖直上抛运动的轨迹,就是那对绿线,但是我们在地面(相当于以太)上看,那个球实际是走了个抛物线的轨迹.
这样在以太参照系中光线走的光程就大了,所以预期会跟另一束光线干涉条纹发生变化.以此证明以太存在.
当然实验结果却是证明了以太不存在.
再问: 球是个实体它的运动不需介质,而当时多数人们认为光是一种波,若传播介质运动了,光本身不会偏移吗?
再答: 当时人们认识的光,在想象中的“以太”中,仍然是直线传播的,不管以太是不是在动。但是在运动的以太中,无疑是要多走一段在以太中的位移。以太是一种很奇妙的介质,跟任何东西都不发生相互作用的,所以不会让光线偏移。其实以太这个玩意很像进来炒的火热的暗物质,终点又回到起点啊。不过暗物质有质量,以太连质量都木有。
再问: 纠正个错误:当时若认为光是波的话,就不会认为光具有惯性的。 假设以太是大海,地球是艘行驶其中的巨船,这个光源好比有人坐在船上规律地拍打水面,如此产生的纵向水波会是垂直于船体的吗?对于船上的人来说呢? 另外人们是如何确认蓝色光路的光速是c呢?
再答: 物理学史我没搞太清楚,波动和粒子学说那个时间是什么状态也不确定了,这个惯性是我说错。我只想说它相对于仪器是一直一起运动的,借用了惯性这个词。 因为当时认识光在以太中是直线传播的,以太运动方向是不确定的,而光不管往哪个方向传播都是直来直去的,这是当时就有了的认识。 蓝色光路是在以太中的,以以太为参照系的,实验假设光相对于以太的速度恒定,从而相对于地球的速度,在不同方向上有不同,而仪器测量的是光相对于地球的速度,这是当时的实验目的。 我在这两个参照系的转换中也有点晕了。你自己理理吧,我困了。
再问: 没错,光路是直的。只不过有倾斜和竖直之分,我说的偏移指的是直线倾斜。 你的意思就是说即便相对我们来说以太在动,光依然不会受影响沿发射方向继续传播吗?我觉得这不太符合常识,当时的人不应该会接受这种说法吧。
再答: 以太是当时认为的电磁波传播介质。就像玻璃一样的传播介质,比如一块玻璃相对于这个仪器横向运动的话,现在这个时代的你会认为玻璃会把光路带斜吗?