同学们好
(1879 —— 1955)
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在上世纪初,发生了三次概念上的革命,它们深刻地改变了人们对物理世界的了解,这就是狭义相对论(1905)、广义相对论(1916)和量子力学(1925)。
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1879 –1955
Albert Einstein
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§ 爱因斯坦相对性原理
按照伽利略变换
光的传播速度,真的与参考系有关吗?
S
S'
u
c
火车
“追光实验”
v'= c-u?
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电磁学理论给出真空中电磁波的传播速度为
一、光速不变原理
其中和都是与参考系无关的常数。
真空中光速与参考系无关(即与光源的运动和观察者的运动无关),不服从伽利略变换。
1m是光在真空中1/299792458秒内所经过的距离。
1983年国际规定:真空中的光速为物理常数
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1、Michelson-Morlay 实验(1881–1887)
当时认为光在“以太”(ether)中以速度c传播。
实验目的:干涉仪转90°,观测干涉条纹是否移动?
实验结果:条纹无移动(零结果)。以太不存在,光速与参考系无关。
干涉条纹
地球公转
二、光速不变原理的实验验证
设“以太”相对太阳静止。
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地球公转
干涉仪转90°后
按照伽利略速度变换
,时间间隔变成
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干涉仪转90°引起时间差的变化为
由干涉理论,时间差的变化引起的移动条纹数
对于
但实验值为
与参考系无关。
但是,“发射理论”和“以太拖曳假说”似乎还可以维护以太的存在。
,这表明以太不存在,光速
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2、双星观测结果否定发射理论
如果光速与光源运动有关
因此可能出现,同一时刻观测到同一颗星处于不同位置
可见光速与光源运动无关。发射理论是不对的。
—从未观测到。
A
B
1
2
周期:
A
A
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3、恒星的光行差(,1727)
如果“以太”被地球拖曳,光到地球附近要附加速度u,观察恒星时望远镜不必倾斜。
光行差角:
恒星
地球公转
以太拖曳假说也不对!
观察恒星时,望远镜必须倾斜。
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