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文檔簡介

19世紀(jì)末電磁學(xué)有了很大發(fā)展 1865年 麥克斯韋總結(jié)出電磁場方程組 預(yù)言了電磁波的存在 指出真空中沿各個方向的速率均為c 1888年赫茲在實驗上證實了電磁波的存在 15 2邁克爾孫 莫雷實驗 一 歷史背景 但是 在伽利略速度變換中 光速在一個參考系中若是c 在另一參考系中必不是c 電磁理論和伽利略變換相矛盾 電磁場方程組在哪個參考系成立呢 按伽利略變換 電磁波相對于其他參考系 如地球 速率就不會各向均勻 而和此參考系相對于 以太 的速度有關(guān) 為不和伽利略變換矛盾 人們假設(shè) 宇宙中充滿了叫 以太 的物質(zhì) 電磁波靠 以太 傳播 把以太選作絕對靜止的參考系 電磁場方程組只在 以太 參考系成立 電磁波在 以太 參考系中速率各向為c 如果這個絕對靜止的參考系是存在的 力學(xué) 電學(xué) 磁學(xué)等等一切物理規(guī)律都可以納入牛頓力學(xué)的框架 牛頓力學(xué)的時空觀就永保統(tǒng)治地位 不可動搖 19世紀(jì)末 很多精確的實驗和觀察都企圖在地球參考系中測到光速大于c或小于c的結(jié)果 其中最著名的是邁克爾孫 莫雷實驗 所有實驗都得出完全否定的結(jié)果 邁克爾孫 莫雷實驗?zāi)康氖菫榱俗C實以太的存在 猜測以太的性質(zhì) 剛性賽過寶石 而其粘滯性必須為零 物質(zhì)在它里面運行 沒有摩擦 比在水中更流暢 它不受星球吸力作用 也不對行星軌道施加任何影響等等 在任何參考系中 光在真空中的速率均為 為了測量地球相對于 以太 的運動 1881年 邁克爾孫用他自制的干涉儀進(jìn)行測量 沒有結(jié)果 從系看 1887年 他與莫雷以更高的精度重新做了此類實驗 仍得到零結(jié)果 即未觀測到地球相對于 以太 的運動速度 設(shè) 以太 參考系為S系 實驗室為系 設(shè) 以太 參考系為S系 實驗室為系 將整個干涉儀繞中心旋轉(zhuǎn)90度 兩束相干光的相位差為 旋轉(zhuǎn)前后的相位差變化了2 由于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致條紋移動數(shù)目為 人們?yōu)榫S護(hù) 以太 觀念作了種種努力 提出了各種理論 但這些理論或與天文觀察 或與其它的實驗相矛盾 最后均以失敗告終 儀器可測量精度 實驗結(jié)果未觀察到地球相對于 以太 的運動 實驗中所用的數(shù)據(jù)為 代入上式計算得 1 邁克耳遜 莫雷零結(jié)果 2 電磁場方程組不服從伽利略變換 3 在一個慣性系內(nèi)采用光學(xué)實驗無法確定該慣性系相對于其他慣性系的運動

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