迈克尔逊-莫雷实验

 

既然存在以太,则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)。

1887年,阿尔贝特·麦克尔逊(后来成为美国第一个物理诺贝尔奖获得者)和爱德华·莫雷在克里夫兰的卡思应用科学学校进行了非常仔细的实验。目的是测量地球在以太中的速度。

 

 

由于光在不同的方向相对地球的速度不同,

达到眼睛的光程差不同,产生干涉条纹。

从镜子M反射,光线1的传播方向在MA方向上,

光的绝对传播速度为c,地球相对以太的速度为υ,

MM2的传播速率为

光线1完成来回路程的时间为:

光线2在到达M2和从M2返回的传播速度为不同的,

分别为C+υ和C-υ,完成往返路程所需时间为:

光线2和光线1到达眼睛的光程差为:

 

在实验中把干涉仪转动90°,光程差可以增加一倍。移动的条纹数为:

实验中用钠光源,λ=5.9×107m;

地球的轨道运动速率为:υ≈104C干涉仪光臂长度11m

应该移动的条纹为:ΔN=2×11×(104)2/λ=0.4

干涉仪的灵敏度,可观察到的条纹数为0.01条。但实验结果是几乎没有条纹移动。