迈克尔逊实验中公式不成立

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迈克尔逊实验中公式不成立

杨世家
甘肃省金昌市师范学校 (737100）
E-mail yashjia@163.com

[摘要] 迈克尔逊—莫雷实验被称为关于“以太风”存在与否的判决性实验，被认为是物理学史上少有的几个重要实验之一。实验尽管被反复做了多次，但是，大家对实验的计算方法似乎没有认真研究过。笔者对此试验也颇感兴趣，并对实验的计算方法进行了长期、认真地研究，发现原实验的计算方法是错误的: 迈氏实验不能用公式计算，必须用公式,计算。在迈氏实验中，既便“以太风”存在，按照正确的算法，也有,干涉条纹也本该不移动，实验当然就观察不到干涉条纹的移动。因此，我们得到结论：迈氏实验不能证明“以太风”不存在。

[主题词] 迈克尔逊实验计算错误不能证明“以太风”不存在。

一、公式成立的充要条件

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如图１：设r₂'=r₁,r₁'=r₂,两点Ｓ₁，Ｓ₂发出的光向空间扩散开，(r₂-r₁)对应点Ｐ，(r₂'-r₁')=-(r₂-r₁)对应点Ｐ',(r₂-r₁)和-(r₂-r₁)对应不同的点集。只要(r₂-r₁)的值不同，对应的干涉条纹就不同；反过来，干涉条纹不同，对应的(r₂-r₁)的值就不同。如杨氏实验，只有在这种情况下，公式成立，所以，我们得到：

结论１：当且仅当干涉条纹和光程差 (r₂-r₁)一一对应时，干涉条纹随光程差改变的数目等于光程差的改变量除以波长，就是。

二、迈氏实验是闭合光路

迈氏实验不同于杨氏实验，其光路是闭合光路。不妨设迈氏实验中

如图２：对应于点Ａ

如图３：亦对应于点Ａ

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很显然，迈氏实验中，整个仪器转动90°前后,Δt和Δt’=-Δt对应同一观察点集，而且根据公式知Δt和-Δt对应的干涉条纹光的平均强度不变，即条纹明暗不变，因此，不难得出：

结论2：迈氏实验中,Δt和-Δt对应观察到的同一干涉条纹。

三、迈氏实验和杨氏实验的区别

根据前述，杨氏实验中干涉条纹和光程差(r₂-r₁)一一对应，但迈氏实验中，整个仪器转动90°前后，互为相反数的两个光程差cΔt,-cΔt对应观察到的同一干涉条纹，所以，干涉条纹和光程差(r₂-r₁)不是一一对应的。因此，我们得到：

结论３：迈氏实验不具备成立的必要条件。

四、迈氏实验不能用公式计算

根据结论３，既然迈氏实验不具备,成立的必要条件，故迈氏实验中不成立，即公式,不成立，因此可得：
结论４：迈氏实验中公式不成立。

五、迈氏实验的正确算法

根据前述，迈氏实验中，尽管干涉条纹和光程差(r₂-r₁)不一一对应，但干涉条纹和光程差的绝对值|r₂-r₁|一一对应，当且仅当光程差的绝对值改变，干涉条纹才会移动，因此可得：

结论５：迈氏实验中公式成立（＊）

六、迈氏实验不能否决“以太风”

在迈氏实验中＝11米（参看兰州大学周敦忠编著《光学》Ｐ271第23行）

∵

∴Δt=-Δt代入公式得

所以，在迈氏实验中，既便“以太风”存在，按照正确的算法，干涉条纹也本该不移动，实验当然就观察不到干涉条纹的移动。因此，我们得到：

结论６：迈氏实验不能证明“以太风”不存在。

七、 ι₁≠ι₂的讨论

如图２，设从P到M₁和P到M₂的距离分别为ι₁和ι₂ ,则

1. 当时，有

此时，,根据公式（＊）得

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2. 当时，有

此时，根据公式（＊）得

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3. 当时，有

此时，根据公式（＊）得：

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在迈氏实验中，若但充分接近且满足,

按公式（＊＊）计算，△m≈0 ，此时干涉条纹本该几乎不移动，实验当然就观察不到干涉条纹的明显移动。
总之，迈氏实验不能否决“以太风”。

The Fomula is Untenable to Michaelson’s Experiment

Yang Shi-jia
Jingchang Normal School in Gansu Province （ 737100 china ）
E-mail yashjia@163.com

[Abstract] The experiment of Michaelson—Morley's,which is considered one of the few importants experiments in physical history , is called the decisive experiment ,according which to judge whether “ether wind ”exists or not .Though the experiment has been done repeatedly for meny times ,it seems that the calculating method of the experiment hasn't been studied carefully enough . Now ,the experiment interests the auther and the method of it has been studied carefully for a long time and here comes a discovery — the original algorithn of the experiment includes something wrong : Michaelson's experiment can't be calculated to the fomula
but should be used .In Michaelson's experiment， even though “ether wind ”exists , as the correct algorithm ,，And of course the interfering stripes don't move ,so that the movement of the interfering stripes can't be observed in the experiment .So ,here comes a conclusion ,not existing of the “ether wind ” can't be testified by Michaelson's experiment.
[Key word ] Michaelson's experiment calculating mistake not existing of the “ether wind ” can't be testified

[作者简介] (1963年2月 —) 男,高级讲师。1980年以来一直研究相对论，发现相对论的实验基础及数理逻辑有问题。主要成果论文有：《迈克尔逊试验中公式不成立》；《恢复“以太”假说，解释两类根源不同的波粒二象性》；《恢复“以太”假说，建立磁场模型》。

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