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德化天气,迈克尔逊-莫雷试验成果的再知道及其实在的物理含义,武汉房价

2019-04-12 12:47:07 投稿作者:admin 围观人数:135 评论人数:0次

           作者:彭晓韬

[文章摘要]:本文企图通过对迈克尔逊-莫雷试验效果一种全新的解说来论说光速不变假定的剩余性,然后也进一步论说相对论的根底并不可靠。

1887年,阿尔贝特迈克尔逊和爱德华莫雷在克里夫兰的卡思应用科学校园进行了十分闻名的迈克尔逊-莫雷试验,意图是丈量地球在以太中的速度(即以太风的速度)。但适得其反,试验效果证明以太风的速度为0或底子不存在以太风。为解说此项试验效果与人们在试验前的预期彻底不一致的问题,在1887年到1905年之间,许多闻名的科学家提出了各种不同的解说。最闻名者为荷兰物理学家亨得利克罗洛兹,他依据相对于以太运动的物体的缩短和钟变慢的机制提出了后来以其姓名命名的罗洛兹改换。但是,一位其时还不闻名的瑞士专利局的小职工阿尔贝特爱因斯坦,在1905年宣布的一篇闻名的论文中指出,只需人们乐意扔掉必定时刻观念的话,以太的观念便是剩余的。但人们有必要承受光速不变这样一个与人们所熟知的常理相违反的假定。这一试验德化气候,迈克尔逊-莫雷试验效果的再知道及其真实的物理意义,武汉房价天然就成了爱因斯坦相对论发生的重要布景。

为了解说本试验效果,是否有必要抛弃伽利略与牛顿的时空理论呢?咱们不防对本试验作如下剖析:

榜首部分 迟早时分相向与违背运动时干与条纹的相对改动

首要咱们来剖析运用早晨与黄昏时阳光相对于地漏电保护器球外表分别成相向与违背运动时对干与条纹的影响:

一、在弹性磕碰理论条件下

如下图一《迈克尔逊-莫雷试验设备示意图》所示,当咱们假定由光源S宣布的光的速度为C,试验设备相对光源运德化气候,迈克尔逊-莫雷试验效果的再知道及其真实的物理意义,武汉房价动速度为V或-V时,则有:

1、依照伽利略-牛顿时空理论和速度叠加原理,入射到半透镜M的光速为:试验设备朝光源方向运动时,光相对与试验设备的运动速度为(C+V);而试验设备朝远离光源方向运动时,光相对与试验设备的运动速度为(C-V);

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迈克尔逊-莫雷试验效果的再知道及其真实的物理意义

2、假如咱们把光飞鹤奶粉怎样姿态或电磁波束当作一品种似的弹李菁菁性物质,当它遇到物体发生反射时,入射速度与反射速度相同;而遇到物体透射时,入射速度与透射速度也相同。那么,从M反射到M1并被M1反射回到M,再通过M透射抵达目镜T的一路光的速度均与入射光速相同;同样地,从M透射德化气候,迈克尔逊-莫雷试验效果的再知道及其真实的物理意义,武汉房价到M2并被M2反射回到M,再通过M反射抵达目镜T的另一路光的速度也与入射光速相同。

3、光程差和移动条纹数公式推导

 咱们假定入射光波波长为;M与M1间间隔为D;M与M2间间隔为d;试验设备朝光源运动时的时差为T;试验设备远离光源运动时的时差为t;朝光源运动与远离光源运动间的时差为△t=梧州气候预报(t-T);光程差为;移动条纹数为△N。则有:

T=2D/(C+V)-2d/ (C+V)=2(D-d)/(C+V) (式1)

t=2D/(C-V)-2d/(C-V)=2(D-d)/(C-V) (式2)

△t=t - T =4 V (D-d) /(C2-V2) (式3)

将上式中的(D-d)简记为△d,则有:

△t=4V△d /(C2-V2)     (式4)

=C△t=4CV△d /(C2-V2) (式5)

△N=/=4CV△d /[(C2-V2)] (式6)

4、迈克尔逊-莫雷吉林市试验理论核算

依据有关材料,迈克尔逊-莫雷试验所运用的试验观测设备的参数为:D=d=11m。为了保证经分色后的阳光能发生干与,D与d的差值△d应该很小,一般应该在数个或数十个光波长以内;运用的太阳光波长在可见光规模内,波长规模应为390~780nm规模内;运用太阳东升与西落时节地球外表相对于太阳成相反方向运动的速度差,在地球赤道上时的线速度最大,约为0.465m/s;空气中和真空中的光速分别为299600m/s和299792.5m/s脂肪。试验观测设备观测精度为0.01个干与条纹间隔。核算效果详见下表一:《光程差和移动条纹数理论核算表》。

迈克尔逊-莫雷试验效果的再知道及其真实的物理意义

从上表中能够发现:当△d小于0.63mm(相当于807~1615个可见光波长)时,移动条纹数小于0.01个。也便是说,在此条件下,试验效果为:不能观察到干与条纹移动。因而,若本试验中△d小于0.63mm的话,未观测到干与条纹的移动彻底正常,并不需要抛弃伽利阳春面略和牛顿时空理论及速度叠加原理。

二、在以太存在的状况下

假如光波的运动确实与某种前言有关(历史上假定的以太),本试验是否真的能丈量出地球与以太的相对运动速度呢?答案应该是否定的。原因如下:

如上图二所示,并按上述第(一、3)款相同,咱们假定入射光波波长为;M与M1间间隔为D;M与M2间间隔为d;试验设备朝光源运动时的时差为T;试验设备远离光源运动时的时差为t;朝光源运动与远离终极进化空间光源运动间的时差为△t=(紫荆花t-T);光程差为;移动条纹数为△N。则有:

T=2D/(C2-V2)0.5- [d /(C+V)+ d /(C-V)] (式7)

t=2D/(C2-V2)0.5- [d /(C-V)+ d /(C+V)]=T (式8)

△t=T-t=0  (式9)

=0  (式10)

△N=0 (式11)

由上述推导能够发现,假如试验设备执政光源与远离光源运动时的速度相同我爱男闺蜜,则即便真的有以太的存在且光速在以太中的传播速度稳定不变,本试验也不能观测到地球与以太间的相对速度对干与条纹的影响。

 第二部分 将试验设备旋转90度对干与条纹的影响

在入射光波速度不变的条件下,对如图一所示的试验设备旋转90度前后干与条纹改动状况如何呢?

一、在弹性理论条件下

首要,咱们在试验设备旋转前,有必要对试验设备进行调校,使由M1和M2反射回来的光发生干与条纹。干与条纹的亮区为光程差等于0或波长的整数倍;干与条纹的暗区为光程差等于夕紫荷1/2波长或波长的整数倍加1/2。咱们就以某一条暗纹为例(即光程差民国投机者为(n+0.5)倍波长,n为整数,在本试验中其值应该较小)。则有:

试验设备旋转前光程差分别为:

试验设备朝光源运动时:

1=(n+0.5)=[2D/(C+V)-2d/(C+V)]C=2C(D-d)/(C+V)     (式12)德化气候,迈克尔逊-莫雷试验效果的再知道及其真实的物理意义,武汉房价

或许试验设备远离光源运动时: 

2=(n+0.5)=[2D/(C-V)-2d/(C-V)]C=2C(D-d)/(C-V) (式13)

试验设备旋转90度后,光程差分别为:

试验设备朝光源运动时:

旋1=[2d/(C+V)-2D/(C+V)]C=2C(d-D)/(C+V)=-1=-(n+0.5) (式14)

或许试验设备远离光源运动时: 

旋2=[2d/(C-V)-2D/(C-V)]C=2C(d-D)/(C-V)=-2=-(n+0.5)   (式15)

由(式14)和(式15)可知,旋转后抽油烟机的光程差与旋转前数值相同,仅仅正负相反罢了。也便是说两路光抵达目镜的先后顺序发生了反转,但抵达目镜的时差并未改动。因而,干与条纹将不会发生变三字经全文带拼音化。

二、在以太存在的状况下

同样地,咱们在试验设备旋转前,有必要对试验设备进行调校,使由M1和M2反射回来的光发生干与条纹。干与条纹的亮区为光程差等于0或波长的整数倍;干与条纹的暗区为光程差等于1/2波长或波长的整数倍加1/2。咱们仍以某一条暗纹为例(即光程差为(n+0.5)倍波长)。则有:

试验设备旋转前光程差为:

依据榜首部分第二段证明,在以太存在条件下,试验设备朝光源运动和远离光源运动时的光程差相同,因而,咱们只考虑试验设备朝光源运动状况就能够了:

=(n+0.5)=C{2D/(C2-V2)0.5- [d /(C+V)+ d /(C-V)]} (式16)

试验设备旋转90度后,光程差核算公式为:

旋=C{2d/(C2-V2) 0.5- [D/(C+德化气候,迈克尔逊-莫雷试验效果的再知道及其真实的物理意义,武汉房价V)+ D /(C-V)]} (式17)

当D=d时,(式16)和(式17)应该等价。因而,试验设备旋转90度后的光程差仍为(n+0.5)。干与条纹不会发生改动。

当D≠d时,则依据(式16)能够推导出下式:

d=kD–(1/2)k2 (式18)

式中k=(C2-V2) 0.5

将(式频组词18)代入(式17)可得:

旋=2D(1-1/k2)-k   (式19)

 则有:

△=旋-=2D(1-1/k2)-(1+k)   (式20)

再将D=11m、V=0.465km/s(有些材料中将此值定为30km/s,应是有误的,不该运用地球的轨迹速度,应该用地球的自转速德化气候,迈克尔逊-莫雷试验效果的再知道及其真实的物理意义,武汉房价度。由于地球的轨迹运动方向与太阳光方向存在90度的视点差)、德化气候,迈克尔逊-莫雷试验效果的再知道及其真实的物理意义,武汉房价C=299600km/s、=(n+0.5)代入(式20)可得:

△=-5.2910-1鸡腿菇1-1.99999999988 (n+0.5) (式21)

干与条纹移动数目:

△N=[(-5.2910种草-11)/]-1.99999999988 春天的诗(n+0.5) (式22)

下表二为可见光规模内,n或许数值(干与光波列长度一般为10-8秒,因而,n值与光长相关,波长越长,最大n值越小)下的△和△N值。

从表二能够发现:试验观测设备旋转前后光程差确实有改动,由本来的正值变为负值,且两者的差值确实为本来数值的两倍还稍多一点点。但一起也会发现:其整数倍数后的尾数很小,仅为波长的十万分之十四至七间,也便是说,干与条件移动的必定间隔仅为0.00014~0.00007干与条纹间隔,而本试验设备的观测精度仅为0.01干与条纹间隔。因而,本试验未观测到干与条纹移位彻底契合理论核算。这也便是说,本试验效果并不能否定以太的存在。假如试验设备的观测精度能进步2个或2个以上数量级,即有观测到万分之七以上的干与条纹移动的才能时,才有或许必定或否定以太的存在。

综上所述,无论是用光具有的粒子性而或许契合弹性磕碰理论,或许以太真的存在但相对与地球外表的运动速度在0.465km/s以内时,本试验未检测到干与条纹移动是正常的。并不能因而而否定以太的存在,更不能否定伽利略和牛顿的时空理论及速度叠加原理。一起,也没有必要假定光的传播速度不变。

the end
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