麦克尔逊的实验是怎么做的?

Question

相对于以太运动的不同观察者，应看到光以不同的速度冲他们而来，但是光对以太的速度是不变的。特别是当地球穿过以太绕太阳公转时，在地球通过以太运动的方向测量的光速（当我们对光源运动时）应该大于在与运动垂直方向测量的光速（当我们不对光源运动时）。 麦克尔逊的实验得出垂直的光速和与地球同时运动的光速是一样的,从而得出以太的不存在.这个原理我知道.但是他当时是如何做到的? 要是整个实验在地球上进行,那么光源相对与他是静止的,就不可能求得了与地球同时运动的光速

Answer 1

迈克尔逊干涉仪是美国物理学家迈克尔逊和莫雷为进行“以太漂移实验”于 1883年创制的。在光的电磁理论与爱因斯坦相对论形成之前，大多数物理学家相信光波在一种称为“以太”的物质中传播，这种物质充满整个宇宙空间。迈克尔逊和莫雷试图用迈克尔逊干涉仪测量出地球相对于以太的运动。他们预计这种相对运动会导致将仪器旋转90 0 后能观察到4/10个条纹的移动，实际观察到的结果是少于1/100。这个结果令迈克尔逊感到十分失望，但他们因此却创制了一个精密度达四亿份之一米的测长仪器并运用这套仪器转向长度的测量工作。1907年，迈克尔逊由于在“精密光学仪器和用这些仪器进行光谱学的基本量度”的研究工作而荣获诺贝尔物理学奖金。 直到爱因斯坦于 1905年提出了相对论，指出光速不变，即真空中光波相对于所有惯性参考系的速度都是相同的值 C 。假想的以太概念被彻底的抛弃。迈克尔逊-莫雷所得的否定结果给相对论以很大的实验支持。它因此被称作历史上最有意义的“否定结果”实验（ “ negative-result ” experiment ）。 【实验目的】 1．了解迈克尔逊干涉仪的构造原理，初步掌握调节方法。 2．观察等倾干涉现象，测 He — Ne 激光的波长。 3. 学习法布里—珀罗干涉装置的调节和使用。 【实验仪器】 迈克尔逊干涉仪， He — Ne 多束光纤激光器 (图 1 迈克尔逊干涉仪） （图 2 光纤激光） （图 3 镜片 ） 【注意事项】 1. 迈克尔逊干涉是精密仪器，实验者应细心操作。仪器上各镜面严禁用手或它物触摸；调整、测量中勿碰工作台； 2. 应单向旋转粗、微调鼓轮，不得中途倒转出现空程而造成误差。 【思考题】 1. 什么是定域条纹？什么是非定域条纹？两者用的光源与观察仪器有何不同？ 2. 请设计一个实验用迈克尔逊干涉仪测量固体透明薄膜的折射率或厚度。 【应用提示】 1．本实验中测量了氦氖激光器的波长，下面仅就激光器再做一简单介绍。 也称为 “光激射器”。利用受激辐射原理使光在某些受激发的工作物质中放大或发射的器件。用电学、光学及其他方法对工作物质进行激励，使其中一部分粒子激发到能量较高的状态中去，当这种状态的粒子数大于能量较低状态的粒子数时，由于受激辐射作用，该工作物质就能对某一定波长的光辐射产生放大作用，也就是当这种波长的光辐射通过工作物质时，就会射出强度被放大而又与入射光波位相一致、频率一致、方向一致的光辐射，这种情况便称为光放大。 激光器一般由三个部分组成： (1)能实现粒子数反转的工作物质。例如氦氖激光器中，通过氦原子的协助，使氖原子的两个能级实现粒子数反转；(2)光泵：通过强光照射工作物质而实现粒子数反转的方法称为光泵法。例如红宝石激光器，是利用大功率的闪光灯照射红宝石（工作物质）而实现粒子数反转。造成了产生激光的条件；(3)光学共振腔：最简单的光学共振腔是由放置在氦氖激光器两端的两个相互平行的反射镜组成。当一些氖原子在实现了粒子数反转的两能级间发生跃迁，辐射出平行于激光器方向的光子时，这些光子将在两反射镜之间来回反射，于是就不断地引起受激辐射，很快地就产生出相当强的激光。这两个互相平行的反射镜，一个反射率接近100%，即完全反射。另一个反射率约为98%，激光就是从后一个反射镜射出的。 激光器的种类很多，如氦氖激光器、二氧化碳激光器，红宝石激光器、钇铝石榴石激光器，砷化镓激光器，染料激光器，氟化氢激光器和氩离子激光器、半导体激光器等， 发射的激光波长有 325nm、405nm、457nm、635nm、650nm、680nm、808nm、850nm、980nm、1310nm及1550nm等。常用的激光器如图10和图11所示。 2．实验中利用迈克尔逊干涉测量了 氦氖激光器的波长。其中的基本干涉光路也在许多测量中得到广泛应用。在这里两个反射镜完全垂直，得到的是等倾干涉；若两个反射镜没有完全垂直，则可得到等厚干涉，可以用来测量介质的折射率、厚度等。

希望采纳

Answer 2

大学物理实验迈克尔逊干涉仪的演示操作过程。