从伽利略变换来看,电磁波的传播显然不满足相对性原理 如果电磁波在某一惯性系S中 沿各方向的传播速度为c, (x,y,,1) 则在相对S系速度为v的S系中 在ν方向上电磁波的传播速度为c, O 在-ν方向上电磁波的传播速度为c+ν。 在S系中电磁波传播速度各向同性,大小均为c; 而所有相对S系运动的其它S系中电磁波的传播速度不再各向同性 S系可以被认为是绝对静止的,称为绝对惯性系,或叫做以太系 其它惯性系相对它都是运动的,做绝对运动
11 从伽利略变换来看，电磁波的传播显然不满足相对性原理 O O x x y y z z ( , , , ) ( , , , ) x y z t 如果电磁波在某一惯性系S中 x y z t 沿各方向的传播速度为c， 则在相对S系速度为v的S'系中 在v方向上电磁波的传播速度为c-v， 在-v方向上电磁波的传播速度为c+v。 在S系中电磁波传播速度各向同性，大小均为c； 而所有相对S系运动的其它 S'系中电磁波的传播速度不再各向同性 S系可以被认为是绝对静止的，称为绝对惯性系，或叫做以太系 其它惯性系相对它都是运动的，做绝对运动。 v
在光学的早期研究中,设想光波象机械波一样,需要在介质中传播 这种介质称为以太( ether),光波就是以太中振动的传播 物理学家曾设想过以太的一些性质 它存在于真空中,又能够穿透任何透明物质,其密度一定很小 光是横波,以太具有切变模量;光速很大,以太的切变模量很大 在力学中无法探测和证实的绝对惯性系在电磁理论中又复活了 摆在物理学家面前的课题 用电磁学或光学的实验方法找出这一绝对惯性系, 或测出我们的地球参考系相对绝对参考系(以太系)的速度有多大
12 在光学的早期研究中，设想光波象机械波一样，需要在介质中传播 这种介质称为以太（ether），光波就是以太中振动的传播 物理学家曾设想过以太的一些性质 它存在于真空中，又能够穿透任何透明物质，其密度一定很小 光是横波，以太具有切变模量；光速很大，以太的切变模量很大 在力学中无法探测和证实的绝对惯性系在电磁理论中又复活了 摆在物理学家面前的课题 用电磁学或光学的实验方法找出这一绝对惯性系， 或测出我们的地球参考系相对绝对参考系（以太系）的速度有多大
●迈克尔孙-莫雷实验 设地球相对以太系的速度为ν,方向沿干涉仪的一臂G1M2 或者说地球上的观察者感受到的以太风速向左为v M 以太风 << C 入射光 C-E C+1 光在以太系中沿各方向的传播速度都是c 在地球参考系中光沿各方向的传播速度不同 13
13 ⚫迈克尔孙-莫雷实验 M1 M2 G1 c−v c +v 入射光 设地球相对以太系的速度为v，方向沿干涉仪的一臂G1M2 或者说地球上的观察者感受到的以太风速向左为v。 以太风 M1 c c v v 光在以太系中沿各方向的传播速度都是c 在地球参考系中光沿各方向的传播速度不同 v
光在G1M1上来回所需时间有 2l 27 光在G1M上来回所需时间2≈11211 C-V C+Y C 相应的光程差△=CA=c(2-41)人处 实验中将干涉仪绕竖直轴旋转900,干涉仪的两条支路地位互换 滞后的时间差和光程差改变符号,结果引起干涉条纹移动。 2△2(y 干涉条纹移动数△N= 元元(c 14
14 光在G1M2上来回所需时间 2 2 2 1 2 1 c c v l c v l c v l t − = + + − = 光在G1M1上来回所需时间 1/ 2 2 2 2 2 1 1 2 2 1 − = − = c v c l c v l t 相应的光程差 2 2 2 1 ( ) c v = ct = c t −t l 实验中将干涉仪绕竖直轴旋转900，干涉仪的两条支路地位互换， 滞后的时间差和光程差改变符号，结果引起干涉条纹移动。 2 2 2 = = c l v N 干涉条纹移动数
Mirrors Microscope initial light igh source 实验中采用的数据大致如下 =12m Light beam Diene rors Semi-stloeret 2=5.9×10m maro v=30km/s Stone slab mIrror △N=0.04 Glass plate used Other light path to balance effec 1881年迈克耳孙 of refraction 干涉仪的实验精度 没有观测到条纹的移动 One light path Mirrors Mirrors 1887年迈克耳孙和莫雷合作改进了干涉仪, 光路多次反射达到 m △N=0.4 实验维果:没有观测到条纹的移动
15 实验中采用的数据大致如下： 30km/s 5.9 10 m 1.2m 7 = = = − v l 1881年迈克耳孙 干涉仪的实验精度 N = 0.04 1887年迈克耳孙和莫雷合作改进了干涉仪， 光路多次反射达到 l =11m N = 0.4 没有观测到条纹的移动 实验结果：没有观测到条纹的移动