以太,你在哪里

以太,你在哪里

1884年,英国的开尔文勋爵、瑞利等著名物理学家应邀访问美国,向来自全美各地的科学家作学术报告。这两位权威认为,如果以太果真充满宇宙空间,那么,由于地球以每秒30千米的速度绕太阳公转运动,就一定会有一股“以太风”迎面吹来。问题是如何测得这股以太风?

言者无意,听者有心。在听众中有一位美国青年科学家,名叫迈克耳孙,他暗暗下定决心,要用确凿的证据来证明以太的存在。

1887年,迈克耳孙在美国化学家莫雷的帮助下,做了一系列特别精细的实验。他们所用的仪器是迈克耳孙专门为寻找以太而发明的“干涉仪”。这种干涉仪是一种十分精密的光学仪器,它甚至可以测量出植物在1秒钟内的生长量,其测量的精度达到头发丝直径的几千分之一。

干涉仪之所以如此精密,是利用了光的干涉效应。我们知道,光是一种波,当两束频率相同、振动方向相同且相位差恒定的光波在空间叠加时,就会在交叠区产生干涉效应。也就是说,有的地方振动加强,有的地方振动减弱,形成“干涉图样”。如果在这里放上一块毛玻璃做的屏幕,它上面就会出现一条条明暗相间的干涉条纹。如果这两束光波经过的路程稍有变动,就会引起干涉条纹的变动。干涉仪就是利用干涉条纹的变动反过来测出各种极微小的变化的。