3、光行差效應(yīng)的解釋

1、3、光行差效應(yīng)的解釋(1)光行差效應(yīng)提出1725年，英國(guó)天文學(xué)家布萊德雷發(fā)現(xiàn)了恒星的"光行差"現(xiàn)象，以意外的方式證實(shí)了羅麥的理論。剛開(kāi)始時(shí)，他無(wú)法解釋這一現(xiàn)象，直到1728年，他在坐船時(shí)受到風(fēng)向與船航向的相對(duì)關(guān)系的啟發(fā)，認(rèn)識(shí)到光的傳播速度與地球公轉(zhuǎn)共同引起了"光行差"的現(xiàn)象。他用地球公轉(zhuǎn)的速度與光速的比例估算出了太陽(yáng)光到達(dá)地球需要8分13秒。這個(gè)數(shù)值較羅麥法測(cè)定的要精確一些。菜德雷測(cè)定值證明了羅麥有關(guān)光速有限性的說(shuō)法。光速的測(cè)定，成了十七世紀(jì)以來(lái)所展開(kāi)的關(guān)于光的本性的爭(zhēng)論的重要依據(jù)。但是，由于受當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的局限，科學(xué)家們只能以天文方法測(cè)定光在真空中的傳

2、播速度，還不能解決光受傳播介質(zhì)影響的問(wèn)題，所以關(guān)于這一問(wèn)題的爭(zhēng)論始終懸而未決。在地球上用望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)遙遠(yuǎn)的任意一顆恒星，發(fā)現(xiàn)在地球軌道的不同位置上，我們用以觀察的望遠(yuǎn)鏡方向在一年內(nèi)有周期性的變化。望遠(yuǎn)鏡方向a假如星光射來(lái)的方向固定，如圖1所示，則當(dāng)?shù)厍蛟谖恢胊時(shí)，望遠(yuǎn)鏡需朝下偏一個(gè)角度a'；當(dāng)?shù)厍蛟谖恢胋時(shí)，望遠(yuǎn)鏡需朝上偏一個(gè)角度a。如果a、b位置使星光與望遠(yuǎn)鏡方向組成的平面都與地球軌道平面垂直，則a=a'。在一般位置上，a角的大小要變化。這在觀測(cè)上表現(xiàn)為一顆恒星一年內(nèi)在天球上畫(huà)出一個(gè)很小的橢圓形軌跡，這就是光行差現(xiàn)象。圖2如圖2所示，設(shè)恒星發(fā)出的光以速度c垂直與地球的軌道平面，

3、則望遠(yuǎn)鏡必須傾斜一個(gè)Q角，以保證進(jìn)入望遠(yuǎn)鏡筒口的光經(jīng)過(guò)At時(shí)間后到達(dá)筒底，被我們的眼睛看到，而不至vAtv于被筒壁擋掉。從圖上可以看出：tga二二，在實(shí)際觀測(cè)中，這個(gè)最大的a角約等于cAtc10-4弧度，剛好等于地球繞太陽(yáng)的軌道運(yùn)動(dòng)速度除以光速。2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果科學(xué)家們認(rèn)為“以太”和絕對(duì)空間參考系是對(duì)應(yīng)的，光相對(duì)“以太”的速度是恒定的c。所以人們不得不接受這樣的圖畫(huà)：太陽(yáng)系就是對(duì)應(yīng)于以太靜止的參考系，地球在這個(gè)以太海洋中以30公里/秒的速度運(yùn)動(dòng)，完全沒(méi)有帶動(dòng)以太。光行差現(xiàn)象首先由J.Bradley于1727年報(bào)道的。、At如圖：布喇德雷光行差現(xiàn)象(1728)a) 地球相對(duì)與該恒星靜止。b) 地球相

4、對(duì)與該恒星與恒速率運(yùn)動(dòng)。光行差角=20.517C)太陽(yáng)相對(duì)于以太是靜止的布喇德雷對(duì)天龍座Y星進(jìn)行了一年的觀測(cè)得到的結(jié)論是：以太相對(duì)于恒星靜止。或者說(shuō)：以太完全不被地球所拖拽。麥克爾遜莫雷實(shí)驗(yàn)各次結(jié)果觀測(cè)者年份&觀測(cè)（上限）比值麥克爾遜18811.20.040.02麥克爾遜一莫雷188711.00.40.0140莫雷一米勒190232.21.130.015801904米勒192132.21.120.0815米勒192432.21.120.0340米勒（太陽(yáng)光）192432.21.120.01480托馬歇克（恒星光）19240.30.0215米勒1925321.120.08151926肯尼

5、迪19262.00.070.00235伊林沃斯19272.00.070.0004175皮卡爾、斯塔埃爾19272.80.130.00620麥克爾遜等人192925.90.90.0190約斯193021.00.750.002375塞達(dá)羅姆、湯斯19584500摘自Rev.Mod.phys.2!167(1995)也可用占'=-侏檢驗(yàn)，入允許物質(zhì)的極限速度。1887.micheIson-morley.忖10“q:電磁波速度q193019罰華盛頓大學(xué)1乾0通過(guò)研究水銀同位素的能級(jí)的各向同性3序10刁HAII-CimriKlr»iri陽(yáng)ptMu仙獻(xiàn)gsplak3、Einstein對(duì)于光行差現(xiàn)象的解釋Einstein在相對(duì)論的意義中寫(xiě)道：“沒(méi)有別的理論曾經(jīng)滿(mǎn)意地解釋光行差的事實(shí)”。這就是說(shuō)，光行差的解釋?zhuān)菐в袡z驗(yàn)性質(zhì)的。英w。GoV。羅瑟在相對(duì)論導(dǎo)論中，vv用洛倫茲變換（1-v2/c2）i/2得出光行差：Aa二一sina六個(gè)月后，Aa二一sina本1c1cv文采用類(lèi)似羅瑟方法將（1+V2/C2）1/2處理得到光行差：Aa二-sina（5）,六2cv個(gè)月后Aa二sina（6）,當(dāng)恒星處在頭頂上時(shí)，a=900，Aa=10-4弧2c度=20。5z弧秒，這與天體測(cè)量數(shù)據(jù)相符合。1958年，有人改進(jìn)了邁克耳孫-莫雷實(shí)驗(yàn)，得到了“以太風(fēng)”小于地球軌道速度的11000