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文档简介

迈克尔逊莫雷实验装置如图15.2所示。

由光源P

发出波长为λ的光,入射到半反半透镜G

后,一部分反射到平面镜M1

上,再由M1

反射回来透过G

到达望远镜T;另一部分透过G

到达平面镜M2,再由M2反射回来到达G,然后由G反射到达T。两列光束在T

相遇产生干涉条纹。假设G

到M1

和M2

的距离均为L。把固定在地球的整个实验装置当作运动参考系,即S'系,设它相对于绝对参考系(以太)S

以速度v运动。若速度的方图15.2迈克尔逊莫雷实验装置示意图向与光束①平行,从S'系看,G

到M2

的光束速度为c-v,M2

到G

的光束速度为c+v,则光束①从G

出发到M1,再到被反射回G

所需时间为

光束②自G

到M1

和自M1

再到G

的速度均为(c2

-v2)1/2。所以,从S'系看,光束②从G到M1,然后再由M1

回到G所需时间为

两列光束从G

到T

的时间差为

将整个仪器旋转90°后,两列光束互换,时间差为

仪器旋转前后,时间差的改变量为

由于v≪c,有

两束光的光程差为

干涉条纹移动的数目为

迈克尔逊根据地球公转速度v=3×104m·s-1,L=1.2m,λ=5893×10-10m,得出ΔN=0.04条。但在实际实验中没有观察到条纹移动。1887年他和莫雷合作,进一步改进干涉实验,光路经过多次反射,光程L延长到11m,预计可以测得0.4个条纹移动,但是仍然没有观察到预想的结果。为了避免公转速度与太阳系运动速度正好抵消这种可能性,迈克尔逊和莫雷在半年后又重复进行实验,仍然没有观察到条纹移动。此后,许多人在地球的不同地点、不同季节里重复迈克尔逊莫雷实验,结果相同,都无法测出地球相对于以太的

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