1、1887年,阿尔贝特·迈克尔逊(后来成为美国第一个物理诺贝尔奖获得者)和爱德华·莫立在克里夫兰的卡思应用科学学校进行了非常仔细的实验。
2、目的是测量地球在以太中的速度(即以太风的速度)。
(资料图片)
3、如果以太存在,且光速在以太中的传播服从伽利略速度叠加原理:假设以太相对于太阳静止,仪器在实验坐标系中相对于以太以公转轨道速度 向右运动。
4、 光源发光经分光镜分光成两束光,光束1经反光镜M1反射再经分光镜投射到观测屏。
5、光束2经反光镜M2反射再经分光镜投射到观测屏,与光束1形成干涉。
6、光在以太中传播速度为 ,地球相对以太的速度为 。
7、光束1到达M1和从M1返回的传播速度为不同的,分别为 和 ,完成往返路程所需时间为: 。
8、光束2完成来回路程的时间为 ,光束2和光束1到达观测屏的光程差为 。
9、然后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。
10、改变的量为 。
11、移动的条纹数为 。
12、实验中用钠光源, ;地球的公转轨道运动速率为: ;干涉仪光臂(分光镜到反光镜) ,应该移动的条纹为: 。
13、迈克尔逊和莫雷将干涉仪装在十分平稳的大理石上,并让大理石漂浮在水银槽上,可以平稳地转动。
14、并当整个仪器缓慢转动时连续读数,这时该仪器的精确度为0.01% ,即能测到1/100条条纹移动,用该仪器测条纹移动应该是很容易的。
15、迈克尔逊和莫雷设想:如果让仪器转动90°,光通过OMOM2的时间差应改变,干涉条纹要发生移动,从实验中测出条纹移动的距离,就可以求出地球相对以太的运动速度,从而证实以太的存在。
16、但实验结果是:未发现任何条纹移动。
17、在此之后的许多年,迈克尔逊-莫雷实验又被重复了许多次,所得都是零结果。
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