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文档简介

一 历史背景 1 以太风实验的零结果 19世纪末电磁学有了很大发展1865年麦克斯韦 Maxwell 总结出电磁场方程组 预言了电磁波的存在 并指出其速率各向均为c 真空中 与参考系无关 1888年赫兹 Hertz 在实验上证实了电磁波的存在 这显然和伽利略变换矛盾 按伽利略变换 光速在一个参考系中若是c 在另一参考系中必不是c 麦克斯韦方程组不服从伽利略变换 1 麦克斯韦方程组不对2 存在一个绝对参考系电磁场方程组只在绝对参考系 以太 成立 3 其他理论 没有质量 完全透明 对运动物体没有阻力 非常刚性 为不和伽利略变换矛盾 人们假设 宇宙中充满了叫 以太 ether 的物质 电磁波靠 以太 传播 把以太选作绝对静止的参考系 电磁场方程组只在 以太 参考系成立 电磁波在 以太 参考系中速率各向为c 按伽利略变换 电磁波相对于其他参考系 如地球 速率就不会各向均匀 而和此参考系相对于 以太 的速度有关 若此 如在地球上测光速 可能 c或 c 同时可以测出地球相对于以太的速度v 寻找 以太风 的热潮 其中最著名的是迈克尔孙 莫雷实验 迈克尔孙 莫雷实验 为了测量地球相对于 以太 的运动 1881年迈克尔孙用他自制的干涉仪进行测量 没有结果 1887年他与莫雷以更高的精度重新做了此类实验 仍得到零结果 即未观测到地球相对 以太 的运动 设 以太 参考系为S系 实验室为系 从系看 仪器旋转90 人们为维护 以太 观念作了种种努力 提出了各种理论 但这些理论或与天文观察 或与其它的实验相矛盾 最后均以失败告终 仪器可测量精度 实验结果未观察到地球相对于 以太 的运动 在不同季节 不同地理条件下做实验 没有观察到条纹的移动 4 实验结果 零结果 1 V 0 地心说2 洛仑兹收缩 沿运动方向上长度收缩但这些理论或与天文观察 或与其它的实验相矛盾 最后均以失败告终 3 光速不变地球上沿各个方向的光速都是相等的 伽利略变换不适用 不存在绝对参考系 以太假设不能采用 对所有惯性系 包括光现象在内的一切物理规律都应有相同的形式 一切惯性系等价的 相对性原理 新的变换
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