题目

什么是麦克尔逊-莫雷实验?

提问时间：2021-05-04

答案

首先给你说说什么“以太”.
在人们对光的本质有正确的认识以前,人们认为,光不可能在没有介质的条件下传播.物理学家们假设了一种特殊的物质“以太”,光就是通过“以太”传播的.当然,现在我们知道,所谓的“以太”是没有意义的不存在的.因为如果光通过以太传播,通过计算,那以太的密度几乎要无限大.但是,在当时的理论和试验水平下,“以太”似乎是一种必须存在的物质,否则人们就无法理解很多物理现象.
再者人们要描述一个物体的运动速度,必须得选定一个参考系.我们所说的这个速度应该只对这个参考系有意义.物理学家们同样希望找到一个参照物,这个参照物是绝对静止的.任何物体相对这个物质的速度就是绝对速度.物理学家把这个物质锁定在了“以太”身上.
后来,人们认识到了光的本质是一种电磁波.电磁波是向空间各个方向传播的.在人们传统的思想里,如果有一个相对地面速度是V的车,你站在车上以V1的速度往前走.那么你自己相对地面的速度是V+V1.如果你以V1的速度往车后走,那么你相对地面的速度是V-V1.
按照这样的想法,如果光源相对“以太”静止,那么光的传播速度各个方向都是一样的,速度我们假设为C.但是如果光源相对“以太”以V的速度运动.那么在光源运动的方向上光相对以太的速度是V+C.在光源运动的反方向上是光相对“以太”的速度是V-C.你可以把“以太”当作地面,把光源当作车,把你自己当作要传播的光.你就好理解一些了.
由于光源运动使光在不同的方向上有速度差.所以可以设计一个实验,根据人们已经掌握的公式,可以测得地球相对“以太”的速度.麦克尔逊-莫雷实验就是这个目的.由于地球相对太阳的速度大约的30公里/秒.太阳又是运动的.所以地球相对以太的速度应该不少于30公里/秒.然而试验的结果却显示,光在各个方向的速度似乎是相等的.试验做了很多次,结果都是这样.于是,事实向人们传统的时空观念提出了挑战.后来就有了爱因斯坦的狭义相对论.对人们的时空观念带来了一场革命.
麦克尔逊-莫雷在物理学上有十分重要的意义.虽然寻找地球绝对速度的目的没有达到.但是这个试验的思想,以及这个试验的装置,对后来物理学的发展都十分具有借鉴意义.由于该试验的装置十分严密而且很有创意,麦克尔逊-莫雷因此获得诺贝尔奖.到现在,这套装置仍发挥这巨大的作用.
打了半天字,也不知道你看的懂不?