迈克尔逊莫雷实验零结果的光路猜想(三)

迈克尔逊莫雷实验号称是近代物理上空的“一朵乌云”,其实验得出的零结果催生了光速不变原理,继而衍生出洛伦兹变换,最终产生了爱因斯坦相对论,动摇了经典物理的基础。但是,对于迈克尔逊莫雷实验零结果的解读,从光路上来讲还有更合理的解释。

实验的设计原理很简单,同一束光被分光镜分成两路,分别被反光镜M1、M2反射后在观测屏前形成了干涉,在观测屏上形成了明暗相间的干涉条纹。

假设由于地球的公转速度,导致两条光束的速度不同,走完同样11米光臂路径t1、t2不同,当仪器水平旋转90°后,两条光路时间互换,产生了路径差,路径差导致了相位差,其表现就是观测屏上的干涉条纹会出现移动现象,经计算光程差为0.37个波长,即条纹应移动0.37条, 然而结果只有0.01条,实验的最高精度即0.01条,所以该结果被当做了实验误差,最终实验结果被认定为零,并得出了一个结论,在不同惯性系和不同方向上,光速都是恒定不变的

这也是相对论的成立之本

该实验上百年来被重复了多次,结果都一样。

该实验中所用钠光源的波长=5.9×10-7m,即近乎万分之六毫米,0.01个波长即一百万分之六毫米,在转动11米长的光臂过程中,反光镜位置没有出现上述移动,这是难以想象的,然而,结果就真的没有出现条纹的变化,更惊奇的是,以后重复的每一次也都没有。

最后人们不得不接受了这个事实:光速在不同惯性系和不同方向上都是不变的,该实验也被公认动摇了经典物理的基础,成为了近代物理学的开端。

下图是简单的光路分析

但是,该光路分析有所遗漏,即遗漏了入射光的反射,入射光被分成了两束,一束被折射-反射-折射,一束光被直接反射,垂直光路M2实际情况如下:

水平光路M1同理,不做赘述。

其实光的折射和反射共存比较常见,如下图

若如此,单一光路即可形成干涉条纹,任一单光路其实际为两束光,由于同方向同频率且相位差稳定,所以在观测屏上形成了干涉条纹,而在旋转时,即使反光镜有微乎其微的位置移动,两束光的路径也会同步变化,但相位差不变,所以干涉条纹没有移动,而且,重复做多少次都不会移动。

若真如此,现代物理的许多内容恐怕都要改写。

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