相对论的实验基础 61物理学上空的“两朵乌云” 6第一朵乌云——迈克耳孙一莫雷实验与“以太”说 破灭 6人们知道,水波的传播要有水做媒介,声波的传 播要有空气做媒介,它们离开了介质都不能传播 太阳光穿过真空传到地球上,几十亿光年以外的 星系发出的光,也穿过宇宙空间传到地球上。光 波为什么能在真空中传播?它的传播介质是什么? 物理学家给光找了个传播介质—以太”。 山东大学物理学院宗福建
山东大学物理学院 宗福建 6 相对论的实验基础 1.物理学上空的“两朵乌云” 第一朵乌云——迈克耳孙—莫雷实验与“以太”说 破灭 人们知道，水波的传播要有水做媒介，声波的传 播要有空气做媒介，它们离开了介质都不能传播。 太阳光穿过真空传到地球上，几十亿光年以外的 星系发出的光，也穿过宇宙空间传到地球上。光 波为什么能在真空中传播？它的传播介质是什么？ 物理学家给光找了个传播介质——“以太
相对论的实验基础 61物理学上空的“两朵乌云” 6最早提出“以太”的是古希腊哲学家亚里士多德。 牛顿在发现了万有引力之后,碰上了难题:在宇宙真 空中,引力由什么介质传播呢?为了求得完整的解决, 牛顿复活了亚里士多德的“以太”说,认为“以太” 是宇宙真空中引力的传播介质。 6后来,物理学家又发展了“以太”说,认为“以太” 也是光波的传播介质 山东大学物理学院宗福建 7
山东大学物理学院 宗福建 7 相对论的实验基础 1.物理学上空的“两朵乌云” 最早提出“以太”的是古希腊哲学家亚里士多德。 牛顿在发现了万有引力之后，碰上了难题：在宇宙真 空中，引力由什么介质传播呢？为了求得完整的解决， 牛顿复活了亚里士多德的“以太”说，认为“以太” 是宇宙真空中引力的传播介质。 后来，物理学家又发展了“以太”说，认为“以太” 也是光波的传播介质
相对论的实验基础 61物理学上空的“两朵鸟云” 619世纪时,麦克斯韦电磁理论也把传播光和电磁波的 介质说成是一种没有重量,可以绝对渗透的“以太” “以太”既具有电磁的性质,又是电磁作用的传递者, 又具有机械力学的性质,它是绝对静止的参考系, 切运动都相对于它进行。这样,电磁理论与牛顿力学 取得协调一致。“以太”是光、电、磁的共同载体的 概念为人们所普遍接受,形成了一门“以太学” 山东大学物理学院宗福建
山东大学物理学院 宗福建 8 相对论的实验基础 1.物理学上空的“两朵乌云” 19世纪时，麦克斯韦电磁理论也把传播光和电磁波的 介质说成是一种没有重量，可以绝对渗透的“以太”。 “以太”既具有电磁的性质，又是电磁作用的传递者， 又具有机械力学的性质，它是绝对静止的参考系，一 切运动都相对于它进行。这样，电磁理论与牛顿力学 取得协调一致。“以太”是光、电、磁的共同载体的 概念为人们所普遍接受，形成了一门“以太学
相对论的实验基础 61物理学上空的“两朵鸟云” 6但是,肯定了“以太”的存在,新的问题又产生了:地球以每秒 30公里的速度绕太阳运动,就必须会遇到每秒30公里的“以太风” 迎面吹来,同时,它也必须对光的传播产生影响。这个问题的严 生,引起人们去探讨“以太风”存在与否 6为了观测“以太风”是否存在,1887年,美国物理学家迈克尔孙 与美国化学家、物理学家莫雷合作,在克利夫兰进行了一个著名 的实验--迈克耳逊-莫雷实验,即“以太漂移”实验。实验结果 证明,不论地球运动的方向同光的方向一致或相反,测出的光速 都相同,在地球同设想的“以太”之间没有相对运动。因而,根 本找不到“以太”或“绝对静止的空间”。 山东大学物理学院宗福建 9
山东大学物理学院 宗福建 9 相对论的实验基础 1.物理学上空的“两朵乌云” 但是，肯定了“以太”的存在，新的问题又产生了：地球以每秒 30公里的速度绕太阳运动，就必须会遇到每秒30公里的“以太风” 迎面吹来，同时，它也必须对光的传播产生影响。这个问题的产 生，引起人们去探讨“以太风”存在与否。 为了观测“以太风”是否存在，1887年，美国物理学家迈克尔孙 与美国化学家、物理学家莫雷合作，在克利夫兰进行了一个著名 的实验----迈克耳逊-莫雷实验，即“以太漂移”实验。实验结果 证明，不论地球运动的方向同光的方向一致或相反，测出的光速 都相同，在地球同设想的“以太”之间没有相对运动。因而，根 本找不到“以太”或“绝对静止的空间
相对论的实验基础 61物理学上空的“两朵乌云” 6然而,斐兹杰拉德和洛仑兹各自独立地做出的 “出色建议”似乎已经摆脱了面临的困境,使得 “实验结果不能驳倒以太通过地球所占空间是自 由运动着”的结论。尽管开尔文倾向静止以太说 并赞同收缩假说,但是他好像还是理智地认为, 这个问题依然悬而未决。他在这里对此持谨慎态 度:“恐伯我们还必须把第一朵乌云看作是很浓 密的。” 山东大学物理学院宗福建
山东大学物理学院 宗福建 10 相对论的实验基础 1.物理学上空的“两朵乌云” 然而，斐兹杰拉德和洛仑兹各自独立地做出的 “出色建议”似乎已经摆脱了面临的困境，使得 “实验结果不能驳倒以太通过地球所占空间是自 由运动着”的结论。尽管开尔文倾向静止以太说 并赞同收缩假说，但是他好像还是理智地认为， 这个问题依然悬而未决。他在这里对此持谨慎态 度：“恐伯我们还必须把第一朵乌云看作是很浓 密的