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物理论文摘要
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芦玉珊(北京 010-68766671 lys2500sina.Com)〖收稿日期:2009年3月10日〗
迈克尔逊实验(二)
 

  摘要 总是有好事者想要撬开真空思想的大门,不惜任何牺牲去探索空间无穷尽的奥秘和希望。可是人们还是不放心,不愿意下最后的决心做出断定:宇宙中果真没有以太或类似于以太物质的存在。19世纪,迈克尔逊-莫雷成功的观察实验证明了在空间“未能发现地球相对于以太的任何运动”。但是迈克尔逊-莫雷所列的有关公式,以及“空间没有以太”的结论都不能成立。

  关键词 迈克尔逊-莫雷实验以太

  第一,“Ct向前”的来历

  “Ct向前”出自于迈克尔逊-莫雷利用的干涉仪的计算,断定“以太是不存在的”首个公式。在干涉仪中如附图1,从分光镜中共分出两束光线。一束光线沿黄道向前遇到反光镜1后返回到分光镜。另一束光线沿垂直于黄道的方向前进,遇到反光镜2后也返回到分光镜。两束光线又从分光镜开始分别反射、透射到物镜,并在物镜上产生了干涉条纹。这个过程还要利用公式计算出两束光线回到分光镜时刻的时间差:T‖-T⊥即

  如附图1所示,本篇只陈述从分光镜分出的,射向反光镜1后尚未开始返回的那一段光线T‖向前。相当于附图2中最下面的迈克尔逊-莫雷“Vt向前”光程“线1”(截面1与截面5之间的。)附图2中的这一段光线公式:

  ﹙29.1原著﹚(请参看〔美〕物理世界下卷第12页)

  

  

  

  

  

  附图2是无比例的示意图,图中主要内容有:

   黄道截面1、黄道截面2、黄道截面3、黄道截面4、黄道截面5、黄道截面6与黄道零度线都是在黄道上不同位置的里程碑,不能随地球运动。

   灯1、灯2、灯3是同一个灯,因画在同一条线水平线上会相互重叠而难以辨清,所以上下拉开了绘制。同样情况需要上下拉开了绘制的还有镜1、镜2、镜3,以及光程线。以后,“黄道截面”简称“截面”。

   截面1,它是光源光波的始发点、也是光源镜面的始发点、也是光源的出发点所在位置的固定标记。假设光源出发点所在的初始位置的标记定在春分点的黄道零度线,当迈克尔逊-莫雷干涉仪(包括光源镜面、光源的光波)都将要随地球在黄道上前进时。黄道零度点是起跑线,不会随着地球移动或运动的。

  截面2,它是当光波前锋到达截面5时,光源镜面离开黄道零度线的春分点后的新位置。光源的分光镜面的行程为向前,向前大约是光程个光波的万分之一,即30个光波。这是地球的行程,简称地程。

  截面1与截面2之间的中间位置“灯2”同截面4与截面5之间的中间位置“镜2”,二者间的距离L仍然是个光波,是分光镜与反光镜之间的固定的结构距离。截面1与截面2之间距离一半位置则是“灯2”已经行走了的行程,约为个光波,即15个光波。“灯2”的现在位置已经离开了光源原来出发点位置标记春分点的黄道零度约个光波,即15个光波的距离。(截面1与截面2之间实际上是个假光区。)

  当地球再继续运动时,“灯2”到了截面2,“镜2”到了截面5更名为“镜3”,图上用红颜色表示的光波追上了“镜3”。此瞬间光波准备开始反向行程,但是还没有开始。可以假设在截面5处、在此瞬间:。迈克尔逊-莫雷向前“光线1”的光程到此瞬间全部结束。附图2陈述完毕。

  

  第二,“Ct向前”是什么?

  迈克尔逊-莫雷论证的以太不存在的第一基础概念就是:“Ct向前”。

  “Ct向前”就是迈克尔逊-莫雷干涉仪从分光镜分出的与黄道平行的光线遇到镜1后尚未开始返回时的那一段光线。

  “Ct向前”就是附图2各个要素中陈述的截面1与截面5之间的距离或是 “灯7”与“镜7”之间的沿黄道方向上的距离。

  “Ct向前”就是迈克尔逊所讲的:光脉冲追上反射体的全部路程。

  “Ct向前”就是在附图2的最下面的那条迈克尔逊向前“线1”。

  “Ct向前”就是光速C与地球同方向运动期间的时间t的乘积。

  “Ct向前”数学算式的代表公式就是:﹙29.1原著﹚(请参看〔美〕物理世界下卷第12页)。

  

  第三,Ct向前的异议。

  由附图2得出从截面2到截面5,即从“灯3”到“镜3”之间的距离就是Ct向前的异议光程:

   ﹙29.1的异议等式﹚,即:﹙29.1的异议等式﹚

  现在再请看附图2最下边的红颜色的迈克尔逊-莫雷向前“线1”,从截面1的“灯7”到截面5的“镜7”是Ct向前的迈克尔逊向前“线1”光程:

  ﹙29.1原著﹚,同一幅附图2,得出两个不同的结果:

   ﹙29.1原著﹚

   ﹙29.1的异议等式﹚

  迈克尔逊-莫雷已经将从截面1与截面2之间距离(等于vt向前)计入了迈克尔逊-莫雷“线1”之内了。

  这截面1与截面2之间的距离(等于vt向前推)不能计入迈克尔逊-莫雷“线1”之内的理由:

  1. 由附图2可知,“灯2”与截面1之间并无任何光线,何以会有光线的行程Ct向前的光线长度的计算呢?

  2. 如果一定要将“灯2”与截面1之间的距离作计算,那也应该计算在地球的行程vt向前推上。“灯2”以左(看图者的左手方向)是地球曾经走过的地方,是光线Ct向前的行程曾占有过的分布区。“灯2”之处是地球上迈克尔逊-莫雷实验干涉仪内的一个固定的分光镜位置,作为“灯2”的分光镜是地程与光程的真实的不断运动着的分界点。

  3.迈克尔逊-莫雷实验仪器中的所有的实验光线包括Ct向前,始终都是位于迈克尔逊-莫雷实验的干涉仪内部,这发光和反射光线怎么会跑出迈克尔逊-莫雷干涉仪的外部呢?“灯2”与截面1之间的空间是迈克尔逊-莫雷干涉仪光线传播区外部的空间,而相当于从截面2到截面5之间的长度才是迈克尔逊-莫雷干涉仪内部的光线传播区的空间,二者怎么可以混淆?

  4.迈克尔逊-莫雷“线1”的长度即“灯7”与“镜7”(附图2 右下角)的距离已经超过了迈克尔逊-莫雷实验用干涉仪的两片镜子(分光镜和反光镜1)的实际结构尺寸的距离。超过距离15cm的固定位置距离后,迈克尔逊-莫雷实验用的干涉仪的结构会立即被破坏。因为这时迈克尔逊-莫雷实验用的干涉仪上的“灯1”已被迈克尔逊-莫雷固定在春分点的黄道零度线上了(如附图2),而迈克尔逊-莫雷干涉仪上固定的“镜7”却已经随地球的速度沿黄道奔向了夏至、秋分了。

  从五月到十一月的漫长时间里,沿着黄道十二宫,地球已经到行走了三个天文单位,几万万公里。即:“灯7”( 分光镜、接收体)与“镜7” (反射镜1、反射体)之间的距离,按着迈克尔逊-莫雷的公式﹙29.1原著﹚的计算,已有几万万公里之遥。而实际上,在全部实验中,从来就没有发生过这样的事件。(在迈克尔逊-莫雷的公式里却发生了这样的事件:在的公式里面,其中的时间为7个月,其中地球的速度,接近几万万公里。

  在全部的实验中,“灯7”与“镜7”的距离一直是严格地保持L=15cm,丝毫未变。因为15cm是干涉仪上的固定的结构尺寸。

  5.如果硬要将截面1与截面2之间距离(等于vt向前)纳入迈克尔逊-莫雷“线1”的光速之内会出现下面问题。

  在时间内,光线的行程为 个光波,就在这个0.5×10-9秒时间内地球的行程vt向前为30个光波。即两个行程是在同一时间0.5×10-9秒内完成的。硬要将截面1与截面2的地球行程 计入迈克尔逊-莫雷“线1”之内,现代物理学就会出现新的光速

  即: 新的光速300030公里/秒。这能行吗?物理学界能承认吗?

  6. 光波能量自身在空间的按着辐射的形式的扩展速度与整个光源光波在空间按着挪位移动形式的速度是两回事,中间夹着牵连运动,各帐有各帐的算法。是可以相互“加”“减”的,但不能都单算在哪一方的帐上。

  

  第四,迈克尔逊-莫雷实验的感悟。

  1. 由于迈克尔逊-莫雷成功的观察实验证明了迈克尔逊-莫雷的基本公式:﹙29.1原著﹚所表示的光线长度有所感悟:

  迈克尔逊-莫雷的基本公式﹙29.1原著﹚若改写成:

   ﹙29.1的异议等式﹚

   ﹙29.1的异议等式﹚,更为妥当。

  2. 迈克尔逊-莫雷实验的观察是正确,但是所作的数学计算不能成立, 所作的结论也就更不能成立。

  注1.向前即------“向前”是迈克尔逊-莫雷著原作中使用的角注。

  注2.向前推即-----其含义是分光镜推着光线向前走,因为分光镜不是静止的。“推”这个字是本作者认为应该加上去的,这样更形象,更真实。

  注3.向前追即即---- 其含义是光线追着反光镜1向前走,因为反光镜1不是静止的,而且位于光线之前,在光线的前方跑。“追”这个字是本文作者加上去的,这样更形象。

  注4.在数值上:向前推即向前追,即向前=

   注5.文字陈述中采纳原文的只能按原文引用:如“vt向前”, 而公式编辑器只认“”,所以“vt向前”、“” 只好同时使用。“vt向前”用于文字陈述中,“”用于公式中。“vt向前””。

   参考文献:

   《从元素到基本粒子》﹝美﹞啊西摩夫,第150页。

  《普通物理学》第三册高等学校试用教材,程守洙、江之永主编,第177页。

  《大学物理》第四册﹝美﹞F.W.SEAS等著,第122页。

  《物理学大辞典》,﹤物理学大辞典﹥编辑组编从第131、第403页。

   《物理世界下卷》〔美〕,第3页。

  《天文学:物理新视野》〔美〕M.L.库特纳著,第121页。


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