光速不变是怎么测量证实的

问题描述

精选答案

光速不变原理是由联立求解麦克斯韦方程组得到的，并为迈克尔逊—莫雷实验所证实。

实验的原理十分简单，即利用速度的加法原理。设想有一列火车相对地面以100米/秒的速度运行，车内一人，相对车厢以1米/秒的速度向火车运行的方向走去，请你计算这个人相对于地面的速度是多少，稍懂物理的人都可以立即回答出，是101米/秒。如果此人向火车尾部走去，这是相对于地面的速度是99米/秒。麦克耳逊就是利用这个原理做的实验。他不是利用人和火车，而是利用地球和光。火车的运动是以地面为参照物，地面是固定不动的，测量火车和地面的相对速度。那么测量地球的运动是以什么为参照物呢？当时认为，宇宙空间充满一种叫做“以太”的东西，“以太”是透明的，对物体运动不产生任何阻力。“以太”和宇宙空间是固定不动的，地球相对“以太”的运动就等于是地球在宇宙空间的“绝对运动”。测量方法是，先向地球奔跑的方向射出一束光，按速度加法原理，测得的光束应是，光速C＋地球速度V。再向地球奔跑的反方向射出一束光，测得的光束应是C－V。从C＋V和C－V的测量数值就可以得到地球的速度V。但实际情况是，测得的光速总是C.从C＋V和C－V的测量数值就可以得到地球的速度V。但实际情况是，测得的光速总是C，根本测不出C＋V和C－V。

其他回答

左芳精彩说

迈克尔逊和莫雷制造了一部干涉仪来检测这种速度的差异。

这种干涉仪工作的原理是：

一个光源对着一面半反射镜(和从外面看像镜子，从里面看是透明的太阳眼镜很像)射出一束光。半反射镜把这一束光分为透射光与反射光，两者互成正角行进一段相同的距离然后折回。折回之后，经由同一面半反射镜再恢复为原来的光，然后射进干涉仪里面。我们只要观察这两股光聚合之后在干涉仪里面产生的干涉形态，就可以断定两者速度的差值。