网站首页 物理论文 科学著作 科学资料 中学物理 科学书藉 论坛 | 评论
 当前位置:探索者物理版 > 物理论文 > 副刊论文  [快速访问本页:http://qaabb.cn?a90][物理搜索广场]
物理论文摘要
精 品 链 接
芦玉珊(北京 010-68766671 lys2500sina.Com)〖收稿日期:2009年4月9日〗
迈克尔逊实验(四)
 

  摘要 1887年迈克尔逊-莫雷两位先师极为精密、正确的实验遮掩了错误的报告和错误的结论:未发现“以太”。此误竟然蒙蔽了科学巨人洛仑兹、爱因斯坦…,也蒙蔽了迈-莫自己。如同打开了潘多拉魔盒,一发不可收拾。这个打开了的魔盒很快地误导了科学家的思想走向,出现了科学思维的混乱,又被列入高等教学用书中,这更有误人子弟之嫌。澄清迈-莫实验的错误公式和错误结论十分必要和迫切。如果能够尽快地关闭迈-莫魔盒,迈克尔逊-莫雷的实验将会放出更加真实、完整、美丽耀眼的光环。

  关键词 迈克尔逊-莫雷实验潘多拉魔盒错误

  下图是无序号图,是迈-莫实验Vt向前(、)Vt向后()的原始用图:

  

  

   ★迈克尔逊-莫雷实验的方法

   迈克尔逊-莫雷巧妙地制造出一种复杂的连植物生长过程都能观察到的高度精密的干涉仪(又称为装置),其原理如图1、 图2、 图3所示。

   在一个天文单位之外可以窥视地球遨游黄道十二宫。迈克尔逊-莫雷和他们的干涉仪曾在地球上沿黄道十二宫曾经测量过以太并得到结果:“以太是不存在的”。图1是地球沿黄道十二宫以30公里/秒速度正在前进。

  

  

  在图2迈克尔逊-莫雷实验用的干涉仪器(又称装置)中,镜子1(反射用)的入射线和反射线实际上是在同一条直线上的,而不像是图2所绘制的两条线。这是为了避免往返光线相互重叠而无法分辨,所以才将其拉开了绘制成了两条线。同样情况的还有镜子2(反射用)的入射线和反射线。它们用符号T‖与T⊥表示两个脉冲的时间。

   T‖与T⊥的两个脉冲,它们在起始点有相同的相位,但是到了返回的终点将不会再保持着有相同的相位而出现不同程度的干涉。迈克尔逊打算利用干涉图像的变化来验证理论所计算出的传播时间T‖和T⊥的时间差,从而使能发现以太的存在。图1. 图2的要素陈述完毕。

  

  ★迈克尔逊-莫雷实验的结论

   从五月到十一月进行重复多次的,持续了很久的不同条件下的观察,但是其结果始终都是一样的,未能发现地球相对于以太的任何运动。

  其明确的回答正如阿希莫夫所陈述的结论:

  “那个已被迈克尔逊-莫雷实验处死了的以太概念,现在可以彻底埋葬了。”——〔美〕阿希莫夫著:从元素到基本粒子,第P162页。

  迈克尔逊-莫雷论证的在空间中“以太不存在”的第一基础概念“”和第二基础概念“”的等式分别是:

  ﹙29.1原著﹚(请参看〔美〕物理世界下卷第12页)。

  ﹙29.3原著﹚(请参看〔美〕物理世界下卷第12页)。

  这两个等式虽然是篇幅较多的重要基础计算等式的依据,但是在对迈克尔逊-莫雷的干涉仪实验作广泛的简短的介绍的时候,极少露面。而在多种刊物、高等教科用书、物理学大辞典里经常露面的是另外的两个等式:

  ﹙30.1原著﹚ ﹙请参看〔美〕物理世界下卷第29页﹚

  ﹙30.2原著﹚ ﹙请参看〔美〕物理世界下卷第29页﹚

  对迈克尔逊-莫雷的干涉仪实验作广泛简明扼要介绍的时候,经常出头露面的重要代表性的结论性的等式,就是这两个等式。

  

  ★异议

  现在对经常出头露面的:

  ﹙30.1原著﹚ ﹙请参看〔美〕物理世界下卷第29页﹚

  ﹙30.2原著﹚ ﹙请参看〔美〕物理世界下卷第29页﹚

  这两个等式提出异议。一般来说,谁的行程除以谁的速度就等于谁占用的时间,构成一个完整的事件。

  若用张三行走的距离除以李四行走的速度,这算作什么呢?所除得到的时间是算作是张三的行走时间,还是算作李四行走的时间?

  若用张三走的距离除以张三与李四两个人行走速度的和,这又算什么呢?所除得到的时间是变短了,是变快了。但是这变短了,变快了的时间是算作张三走的快,还是算作李走四的快?

  例如:﹙30.2原著﹚﹙请参看〔美〕物理世界下卷第29页﹚

  在这个迈克尔逊-莫雷的等式中,相除得的时间,是算作光速行走的时间,还是算作地球速度行走的时间?速度所走的行程,在哪里?

  请看图3中的黄道截面3和黄道截面6之间的光行程3,用光行程3除以(),相除得的是平均时间,是谁和谁的平均时间?

  再请看图3中的黄道截面2和黄道截面3之间的地球行程和黄道截面3和黄道截面6之间的光行程3,若将加上3后,再除以(),相除得的是平均时间,这就是一个完整事件了:这时的平均时间是地球行程和光行程二者的平均时间,如:

  ☆第一个异议式:()/()﹙30.2的异议式﹚

  30.2的异议式的解释:请看图3中的黄道截面2和黄道截面6之间,用两位行者共同的行程相加后的和,去除以两位行者速度相加后的和,相除得的商才是与两位行者都有关的共同的平均时间

  ☆同样道理的还有第二个异议式:

   ﹙30.1原著﹚ ﹙请参看〔美〕物理世界下卷第29页﹚

  分式的分子L应改为(),而其等式应改写为:

   )/()﹙30.1的异议式﹚

  异议式的两个小结:

  

  ★第三个异议式

  现在对迈克尔逊-莫雷其中的一个等式)/()﹙30.1的异议式﹚继续提出异议。这次是对其分母提出异议。

  在众所周知的植树问题、流水问题、行程问题、鸡兔等等问题中,我们现在讨论的等式)/()﹙30.1的异议式﹚最接近的很像是行程问题。

  行程问题中对于相向而行的问题,是两个行者的路程的和,除以两个行者速度的和,即:路程的和除以速度的和,分子分母都是和的形式。

  行程问题中对于同向而行的问题,是两个路程的差,除以两个速度的差,分子分母都是差的形式。

  迈克尔逊-莫雷等式)/()﹙30.1的异议)所表示的是图3中的迈克尔逊向前光程线1,恰巧也是同方向而行的问题。

  迈克尔逊向前光程线1的长度从黄道截面1到黄道截面5。其中从黄道截面1到黄道截面2的长度是地球行程,从黄道截面2到黄道截面5的长度是2,是光程

  ﹙29.1原著﹚这段是行程的总和,是由地球速度与光速共同来完成的,所以应该用共同行程的和,去除以速度与光速的和,即:

  ﹚/﹙30.1的异议式的异议式),

  而不应该是﹙30.1原著﹚﹙请参看〔美〕物理世界下卷第29页。)

  图3中的迈克尔逊向前光程线1,虽然也是同向而行的问题,但是这与数学中的同向而行的行程概念不相同。数学中的同向而行的行程问题中所给的路程不是二者的和,而是两位行者的差。用两位行者行程的差去除以两位行者速度的差,获得的时间商便是晚出发的快者追上早出发的慢者所需的时间。

  另外,在图3中的迈克尔逊向前光程线1中还有不同于数学中的同向而行的行程问题。数学中的同向而行的行程问题中所出现的二者速度之间毫不相干,各自的行程都是由各自速度的大小,由自己所确定的。

  而在图3中的迈克尔逊向前光程线1中所出现的两位行者之间的速度是相干的。迈克尔逊-莫雷实验用的干涉仪器安放在地球上,即使光速为零,干涉仪已经随地球运动了,二者始终保持有牵连运动的关系。

  也就是,应该用迈克尔逊向前光程线1的长度,除以光与地球二者速度的和,而不是二者速度的差。即:()应改换为

  同样是图3中的一条迈克尔逊向前光程线1,得出两个不相同的等式:

  

  将以上的三个异议等式后,归结到两个异议的等式:

  

   ★对迈克尔逊的这两个等式:

  

  进行计算。

  若地球不动:迈克尔逊-莫雷实验用干涉仪从分光镜到返光镜的单程时间为。从返光镜到分光镜的返回单程时间也是,往返的总共时间‖静总=

  设若T‖总为干涉仪平行运动往返全程的总时间:

  ‖总=向前+向后 ==﹙29.6原著﹚

  ﹙请参看〔美〕物理世界下卷第13页﹚

  即:‖动总=﹜﹙29.7原著﹚

  若地球运动:速度V=3×106 cm秒—1

  △‖= ‖动总—T‖静总=﹜-

  即:△‖=

  重申对迈克尔逊的﹙30.1原著﹚﹙30.2原著﹚这两个等式进行计算的结果:

  地球运动比地球不动,往返的时间会增加△‖=

  

   ★对两个异议等式:

  

  若地球不动,

  双程‖静总=向前+向后=()/+()/

  ﹙30.1.2异议式﹚

  即:‖静总=()/+()/,由于

  所以才有:‖静总=()/()+()/(),

  所以又有:‖静总== , ‖静总=

  即:地球不动时的计算结果与﹙30.1原著﹚

   ﹙30.2原著计算结果相同,因为都是地球不动,

  但是地球不可能不运动,若地球运动速度,代入

  

  △‖= ‖动总—‖静总=()/()+()/()—

  =)/()—=

  

  即:‖= ‖动总—‖静总=0,

   30.1,30.2的异议式得: ﹙30.1,30.2的异议式的异议式的解﹚

   30.1,30.2原著得:

  

  本刊提出的异议式的计算结果表示:不管地球有运动还是地球无运动,从分光镜到返光镜的单程时间为,从返光镜到分光镜的单程时间也是,往返的时间共为

  异议式的计算结果与迈克尔逊-莫雷长期的观测“结果”,完全一致。

  而与迈克尔逊-莫雷的公式及迈克尔逊-莫雷的“结论”完全不一致。

  

  ★本刊提出的异议式:

  

  尚有如下佐证:

  第一,即合乎又验证了爱因斯坦(1879-1955) 的相对论:

   “任一物理过程都不依赖于系统在空间的绝对速度。┅┅”

   “┅┅在‘静止的’座标系中每束光线都以确定的速度运动,它与发射这个光束的物体是运动着的或是静止的无关,此时速度等于光束路程除以时间间隔。”

  第二,即合乎又验证了杜卜勒 (1803-1853) 的杜卜勒效应公式:

  

  是观测者看到的频率,是光源固有的频率,是光速,是观测者与光源的相对速度。

  虽然迈克尔逊-莫雷实验干涉仪中的分光镜与返光镜都不断的在运动,但是迈克尔逊-莫雷实验干涉仪中从分光镜到返光镜的单程距离始终保持不变。即:干涉仪中的分光镜与返光镜之间的相对运动速度等于零。

  当杜卜勒效应公式中的相对运动速度等于零时:

  ===

   即:

  以上表示:观测者看到的频率f0,就等于光源固有的频率。红移量、紫移量都等于零。即:‖= ‖动总—‖静总=0,

  经杜卜勒效应验证﹙30.1,30.2的异议式的异议式的解﹚是正确的。

  第三,本刊所提出的异议式:

  

  经过长期的、去地球各处的、用各种方式的观察后,其结果:△‖都是等于零。即:30.1,30.2的“异议式的异议式”的解,得到了上上个世纪迈克尔逊-莫雷两位先师成功的观察实验的验证。

  图3迈氏假光区与真光区:

  

  

  图3是迈氏假光区与真光区,是没有比例的示意图。图3中有:

   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与黄道零度都是在黄道上不同位置的路程标志,或称里程碑。里程碑不可随地球运动。黄道截面1,简称黄道1。余者皆是如此。

  灯1、灯2、灯3、灯7、镜4、镜5、镜6、镜8原来本是同一个物体,它就是迈克尔逊-莫雷实验干涉仪中的分光镜。分光镜在不同的时间里就会有不相同的空间位置,还会引起不相同的计算方法,扮演了不同的物理功能。所以,只能给分光镜以不相同的命名,以求陈述中不致混淆。请读者予以谅解。图中设:黄道零度线为黄道截面1,作地球起跑零线。

   同样情况还有镜1、镜2、镜3、镜7、灯4、灯5、灯6、灯8原来也是同一个物体,它就是迈克尔逊-莫雷实验干涉仪中的反光镜1。反光镜1也是在不同的时间里就会有不相同的空间位置,也是还会引起不相同的计算方法,扮演着不同的物理功能。所以,也只能给反光镜1予以不相同的命名,以显示它的新角色。

  光程线123如果被画在同一条水平线上就会相互重叠而难以辨清,所以上下拉开了绘制。

  光程线的长度123,在迈克尔逊-莫雷干涉仪的完整实验中始终都是,因为他还是结构尺寸,所以长度始终绝无变化。

  图3中的资料数据:

  两面镜子之间的距离

  

  光波在两面镜子之的光程所需的时间为

  两面镜子相距N为个光波,

  光源每秒钟发射个光波,

  (假设取用可见光波的波长。)

  在图3迈克尔逊光程及迈克尔逊异议光程全图中, 在黄道截面5、黄道截面6之间的长度内,极其明确地画出并标注出“向后”。这说明迈克尔逊-莫雷两位先师完全明白“向后”的所在位置及其在实验中将要起的作用。但是在绘制“迈克尔逊-莫雷向后程线2”时,却没有将灯5、灯6的实际位置画进光程,只画出了灯8的位置。而在﹥的时间区间内,在灯8的位置上已经不再继续存在反射镜子1了。此时的反射镜子1已经变成了灯5、灯6的位置了。请注意图3中的真光区、假光区。

  在图3的左侧有地程1、2、3、4的箭头标注。

  地程1是地球离开黄道零度线时,地球的行程。

  地程2是地球离开黄道零度线 时,地球的行程。

  地程3是地球离开黄道零度线时,地球的行程。

  地程4是地球离开黄道零度线 时,地球的行程。

  地程1、2、3、4,都是地球的行程,都不是光波的行程。

  在图3迈氏全图中,绘有假光区与真光区的大小和位置,可供参考。

  迈氏全图“各项的要素陈述完毕。

  

   ★简易、异议式

  对迈克尔逊的两个等式:

  

  所提出的这两个异议等式:

  

  的简化等式, 上两等式很容易简化为:==.

   将)/()﹙30.1的异议式)的等号两端同乘以():

   (

   += 等式两端同时减去

   =

  

  而下列两等式:

   ﹙30.1原著﹚ ﹙请参看〔美〕物理世界下卷第29页﹚

  ﹙30.2原著﹚ ﹙请参看〔美〕物理世界下卷第29页﹚

  应该尽快地从高等教学用书中删除。

  以下是对这两个异议等式存在理由的陈述。

  第一个简易、异议等式=﹙30.1的简易异议式﹚提出的理由

  在“迈克尔逊-莫雷向前程线1”的﹙30.1原著﹚中()的含义是为因反光镜1也在向前走,其速度是,所以减去速度得到:()。这种考虑的纯粹性是正确的,但是完备性不足。条件是:分光镜必须始终被固定在春分点上。只有这样反光镜1与分光镜之间的关系才能够始终地保持相对速度的存在。有了地球速度的存在,才有()的存在。

  而实际上“分光镜”与“反光镜1” 始终相距。也就是,当“反光镜1”按地球速度V向前进的时候,“分光镜”正在跟进。“分光镜”同时、同向、同速跟进“反光镜1”。因为“分光镜”已经被固定在地球上的干涉仪之中了,“分光镜”本身也具备地球速度。所以光速能减去“反光镜1”的速度,也应该再加上“分光镜”的跟进速度。即:(

  所以当有时,就有:=﹙30.1的简易异议式﹚

  第一个简易、异议等式=﹙30.1的简易异议式﹚提出理由陈述完毕。

  第二个简易、异议等式=﹙30.2的简易异议式﹚提出的理由:

  在“迈克尔逊-莫雷向后程线2”的﹙30.2原著﹚中()的含义是:因为“分光镜”还在向前走,其速度是,而且是迎着光的方向而来。光速与地球速度对进,所以是速度相加:()。这种考虑的纯粹性是正确的,但是完备性不足。这还需要一个条件:“反光镜1”必须始终被固定在黄道截面5上!只有这样“分光镜”与“反光镜1”之间的关系才能够始终地保持有相对速度的存在。有速度的存在,才有()的存在。

  而实际上“反光镜1”与“分光镜”始终相距。也就是,当“分光镜”按速度向前进的时候,“反光镜1”正拉动的往后退。“反光镜1”同时、同向、同速的被“分光镜”逼退,因为“反光镜1”与“分光镜”被干涉仪固定在同一个底座上了。它们之间的距离是常数。所以应该再减去“分光镜”的逼退速度

  所以才有:(

  所以应当有= ﹙30.2的简易异议式﹚

   即:= ﹙30.2的简易异议式﹚

  第二个简易、异议等式:

  =/()= ﹙30.2的简易异议式﹚提出的理由也陈述完毕。

  两个简易、异议等式为:

  

   小结1:(下边两公式的数、理概念确实都是错误的。应从物理教科书中删除以免误人子弟)

  

  上边的这一组两式由迈克尔逊-莫雷所提出,是迈克尔逊-莫雷实验的数学演算、物理陈述依据中的最经常出头露面的表达公式。迈克尔逊-莫雷的这两个公式表示:“以太不存在”。

   小结2:(下边两公式的数理概念恳请数学、物理教授们尽情演算验证,要勇敢坚持真理。)

  

  上边的这一组两式为迈克尔逊-莫雷两个等式﹙30.1原著﹚﹙30.2原著﹚的简易、异议式。这两个简易、异议等式表示:“以太不存在”的结论不能成立。

  ★挥之不去的感悟

  感悟1:19世纪,迈克尔逊-莫雷实验证明了在空间“未能发现地球相对于以太的任何运动”。但是,经过了长期地、安宁地、耐心地、不厌其烦地苦苦求证,还是难得其解。还是感觉到迈克尔逊-莫雷所列出的有关公式,以及“空间没有以太”的结论,都不能成立。“未能发现”不等于没有。

  感悟2:光波自身在空间的以射线形式的扩展速度与整个光波在空间的挪动位置形式的移动速度是客观存在的两种速度,之间存在着牵连运动。而迈氏在图3中却误将假光区划为有光区,而又误将真光区划为无光区。

  感悟3:迈氏是在地球上实验的,并且采纳了地球速度,所以应选用黄道为坐标。观测者立足于太阳位置,应选用黄道各截面作为黄道的里程碑。

  1887年迈克尔逊-莫雷两位先师极为正确、精密的实验遮掩了错误的报告和错误的结论:未发现“以太”。这错误竟然蒙蔽了科学巨人洛仑兹、爱因斯坦…,也蒙蔽了迈-莫自己。如同打开了潘多拉魔盒,一发不可收拾。

  这个打开了的魔盒很快地就误导了科学家的思想走向,发生了科学思维的混乱,又被列入高等教学用书中,这更有误人子弟之嫌。澄清迈-莫实验的错误公式和错误结论十分必要。如果能彻底关闭迈-莫魔盒,迈克尔逊-莫雷的实验将会放出更加真实、完整的美丽耀眼的光环。请看图4。

  图4迈克尔逊-莫雷实验的真光区与假光区上下分段的全图:

 

  上图为迈克尔逊-莫雷实验的真光区与假光区的上下分段全图。

  

  注释
  注1.vt向前------“向前”是迈克尔逊-莫雷著原作中使用的脚注。
  注2.vt向前推-----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.vt向前追---- 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,更合乎实际情况。
  注4.在数值上:vt向前推=vt向前追=vt向前=30公里/秒。
  注5.vt向后------“向后”是迈克尔逊-莫雷著原作中使用的脚注。
  注6.vt向后拉-----其含义是反光镜1拉着光线向后拉,因为反光镜1不是静止的。“拉”这个字是本作者认为应该加上去的,这样更形象,更真实。
  注7.vt向后拖---- 其含义是光线迎着分光镜向后走,因为反光镜1不是静止的,而且位于光线之后,在光线的反方向拖着跑。“拖”这个字是本文作者加上去的,这样更形象,更合乎实际情况。
   注8.文字陈述中采纳原文的只能按原文引用:如“vt向后”, 而公式编辑器只认“”,所以“vt向后”、“” 只好同时使用。“vt向后”用于文字陈述中,“”用于公式中。“vt向后””。

  

   参考文献
  《从元素到基本粒子》﹝美﹞阿西摩夫,从第150页开始…。
  《普通物理学》第三册高等学校试用教材,程守洙、江之永主编,从第177页开始…。
  《大学物理》第四册﹝美﹞F.W.SEAS等著,从第122页开始…。
  《物理学大辞典》,﹤物理学大辞典﹥编辑组编,从第131开始…、第403页开始…。
  《物理世界下卷》〔美〕库珀著,从第3页开始…。
  《天文学:物理新视野》〔美〕M.L.库特纳著,从第121开始…。


  上一篇:爱因斯坦相对论的错误及其修正
  下一篇:迈克尔逊实验(五)
-----------------------------------------------------------------
打印  关闭  复制推荐  本地收藏    雅虎收藏   
-----------------------------------------------------------------
最 近 评 论
 网友评论[0]    => 查看相关评论  

匿名 
 
=> 图片资料 => 相关链接 => 科学论文
网站地图关于我们如何投稿物理科学 ┊ 社会人生 ┊ 大众导航 ┊ 工具查询 ┊ 搜索广场
Copyright©:《探索者》网络杂志 论文资料引用,请注明出处 欢迎投稿!感谢支持!