第拿泪对论 中8.12“以太”理论及其困难 国2.光行差现象 科周所谓光行差,是指光线的视c 学酬方向与“真实”方向之间的夹角。 技地球上的光行差有两种。其一是 周日光行差,它是由地球自转引 米圆起的,其大小随观察者所在的纬 大 度不同而不同,由于自转速度很 学小,所以这种周日光行差角很小。 q另一种是周年光行差,它是由地 杨球的公转引起的,其数值在全球 B 维□各地都一样。如图可得 图8.4光行差现象 纮 tanc≈一 C
8.1.2 “以太”理论及其困难 2. 光行差现象 所谓光行差，是指光线的视 方向与“真实”方向之间的夹角。 地球上的光行差有两种。其一是 周日光行差，它是由地球自转引 起的，其大小随观察者所在的纬 度不同而不同，由于自转速度很 小，所以这种周日光行差角很小。 另一种是周年光行差，它是由地 球的公转引起的，其数值在全球 各地都一样。如图可得 c v tan 中 国 科 学 技 术 大 学 杨 维 纮
第拿泪对论 中8.12“以太”理论及其困难 国 地球公转速度ν=2975公里/秒,由上式可求出 科 周年光行差角的最大值为a=2047。这个数值叫做光 学 行差常数。对各种恒星进行观测,所得到的光行差 技 角都与该值相符合。 米圆只要测出地球相对于以太运动的速度就可以确定绝对 以上两实验结果一致,地球运动不带动以太。故 大 学 参考系。称这种测量为测量“以太风”。 杨 维 纮
8.1.2 “以太”理论及其困难 地球公转速度 v = 29.75 公里/秒，由上式可求出 周年光行差角的最大值为α=20.47//。这个数值叫做光 行差常数。对各种恒星进行观测，所得到的光行差 角都与该值相符合。 以上两实验结果一致，地球运动不带动以太。故 只要测出地球相对于以太运动的速度就可以确定绝对 参考系。称这种测量为测量“以太风” 。 中 国 科 学 技 术 大 学 杨 维 纮
第拿泪对论 中8.1.2“以太”理论及其困难 国3迈克尔逊莫雷实验 科 当时估计应有04条纹 B 学酬的移动,但实验结果却只有 以太风速度 技 0.01条纹的移动,这一微小 的数值可以理解为实验中的 术 2误差所引起,于是只能得出 大 以太被地球完全拖动,或者 学 根本不存在以太的结论。六 年之后,即1887年,迈克尔 逊和莫雷( Edward williams 杨 Morley,1838-1923)合作 干涉条纹 维对原有仪器作了进一步改进,图85迈克尔逊一莫雷实验 盆又重复实验。但实验仍然得 出“零结果
8.1.2 “以太”理论及其困难 3. 迈克尔逊—莫雷实验 当时估计应有0.4条纹 的移动，但实验结果却只有 0.01条纹的移动，这一微小 的数值可以理解为实验中的 误差所引起，于是只能得出 以太被地球完全拖动，或者 根本不存在以太的结论。六 年之后，即1887年，迈克尔 逊和莫雷（Edward Williams Morley，1838~1923）合作， 对原有仪器作了进一步改进， 又重复实验。但实验仍然得 出“零结果”。 中 国 科 学 技 术 大 学 杨 维 纮
第拿泪对论 中8.12“以太”理论及其困难 国 实验的“零结果”否定了绝对静止坐标系的存在, 科川同时对以太是香存在也提出了怀疑。这个结果是迈克尔 学逊不愿得出的。他曾说过:想不到他的实验竟引导出一 技个怪物(指相对论)。实验的零结果使物理学界感到震 惊,也被汤姆逊说成是经典物理学上空的“一朵鸟云” 米因此引导不少物理学家在不同时间(春、夏、秋、冬)、 大不同地点(地下室、棚屋、高空)重复类似的实验,历 学感时50年之久。但实验都得出了同样的结果。 迈克尔逊实验的“零结果”,是建立相对论的前 杨奏。迈克尔逊由于这方面的贡献,荣获1907年诺贝尔 维国物理奖。 纮
8.1.2 “以太”理论及其困难 实验的“零结果”否定了绝对静止坐标系的存在， 同时对以太是否存在也提出了怀疑。这个结果是迈克尔 逊不愿得出的。他曾说过：想不到他的实验竟引导出一 个怪物（指相对论）。实验的零结果使物理学界感到震 惊，也被汤姆逊说成是经典物理学上空的“一朵乌云”， 因此引导不少物理学家在不同时间（春、夏、秋、冬）、 不同地点（地下室、棚屋、高空）重复类似的实验，历 时50年之久。但实验都得出了同样的结果。 迈克尔逊实验的“零结果”，是建立相对论的前 奏。迈克尔逊由于这方面的贡献，荣获1907年诺贝尔 物理奖。 中 国 科 学 技 术 大 学 杨 维 纮
第拿泪对论 中8.12“以太”理论及其困难 国迈克尔逊实验公布之后,不少物理学家企图用各种 科)庸理论解释这一现象,其中以洛仑兹(18531928)的长度 学 收缩最为典型。1892年,荷兰人洛仑兹提出了在以太中 技以速度运动的物体,在沿运动的方向上,长度有所收缩, 术 那么就很容易解释迈克尔逊实验中条纹移动为零的结果 洛仑兹和斐兹杰惹提出的收缩假说,是为了解释迈 大克尔逊实验的以太零结果,从数学上凑出来的,他们对 学额牛顿的时空观仍是深信无疑,并加以采用。收缩假说存 在致命的弱点。首先,它没有说明收缩的原因是什么? 杨其次,又设有说明收缩因子为什么和物质结构毫无关系 维□后者引导一些人改变迈克尔逊实验为木结构和钢结构 盆值是却得到了同样的结果
8.1.2 “以太”理论及其困难 迈克尔逊实验公布之后，不少物理学家企图用各种 理论解释这一现象，其中以洛仑兹（1853~1928）的长度 收缩最为典型。1892年，荷兰人洛仑兹提出了在以太中 以速度运动的物体，在沿运动的方向上，长度有所收缩， 那么就很容易解释迈克尔逊实验中条纹移动为零的结果。 洛仑兹和斐兹杰惹提出的收缩假说，是为了解释迈 克尔逊实验的以太零结果，从数学上凑出来的，他们对 牛顿的时空观仍是深信无疑，并加以采用。收缩假说存 在致命的弱点。首先，它没有说明收缩的原因是什么？ 其次，又设有说明收缩因子为什么和物质结构毫无关系。 后者引导一些人改变迈克尔逊实验为木结构和钢结构， 但是却得到了同样的结果。 中 国 科 学 技 术 大 学 杨 维 纮