迈克耳孙－莫雷实验实验原理

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在19世纪末，科学家们普遍接受了光通过“以太”介质传播的理论。然而，这引发了一个疑问：地球以30公里/秒的速度绕太阳运动，是否会在“以太风”中遭遇挑战。这“以太风”是否真的存在，迈克耳孙－莫雷实验便试图解答这个问题。

实验的基本假设是，当“以太风”静止时，两束光应该同时到达，保持相同的相位。但如果装置相对于“以太”运动，那么这个同步就会被打破。设想一个装置，在“以太”中以速度v向右移动，两面镜子间距离为L。向右的光束相对于装置速度会是光速c减去v，所需时间t1等于L除以这个速度。返回时，光速增加到c+v，时间t2为L除以这个新速度。因此，总时间是t1和t2的和。

相反，向上的光束在到达镜子时，镜子已经移动了一段距离vt3。光走过的路程形成一个直角三角形，其时间t3等于这个三角形的斜边长度。返回时，时间同样，因此总时间t3的两倍。这样，两束光的到达时间就会有所差异，理论上可以通过这个实验来探测地球在“以太”中的运动速度。

迈克耳孙－莫雷实验的设计巧妙地利用了光的传播特性，试图捕捉到地球与“以太风”相对运动的影响，从而验证以太理论的正确性。然而，实验结果却出乎意料，最终揭示了相对论中的重要观念，即光速在任何惯性参照系中都是恒定的，否定了绝对静止的“以太”概念。这个实验在科学史上具有里程碑意义。