如何正确解读物理实验结果系列之二——迈克尔逊-莫雷实验结果

Answer 1

如何正确解读物理实验结果系列之二——迈克尔逊-莫雷实验结果

本文通过详细的分析得出：迈克尔逊-莫雷实验结果不能证明光速在地球参照系中速度恒定，更不能证明光速在任意参照系中均恒定！其根本原因在于实验在地表大气层内进行，实验中所使用的任何光源的光速均为相对大气层速度恒定且各向同性。因此，实验结果未发现干涉条纹移动完全合理和正常，也是必然的。

决定迈克尔逊-莫雷实验结果的可能原因分析：

1、大气层内光速仅相对大气层速度恒定是决定实验结果的根本原因。光在大气层内传递就是在介质内部运动和折射光波，其速度由介质的性质决定。实验过程中的光均为介质内部的折射光，其运动速度仅由介质性质决定，当实验装置相对介质静止或运动速度远小于介质中的光速时，则实验结果肯定不会出现干涉条纹变化。

2、光与介质的作用规律决定了干涉仪在均匀介质或真空中均不可能出现干涉条纹变化。当实验在均匀介质中进行时，实验过程的光均为介质内部的折射光，其运动速度仅由介质性质决定，实验结果就不可能出现干涉条纹的移动。同样地，当实验在真空中进行时，进入实验装置的光将会被实验装置中的三棱镜、半透镜和反射镜组所改造。整个实验过程中，光被实验装置中的镜体反射或透射后的光速仅相对镜体速度恒定，因此实验结果就不可能出现干涉条纹的移动。

综上所述，无论是在均匀介质中还是在真空中，使用干涉仪法是不可能检测出光速的各向异性，也不可能检测出不同入射光速的差异。

检验光速恒定与否的方法：

通过分析可知：利用干涉仪法是不可能检测出光速差异的，只能用基线法进行检验。固定长度基线法测量速度是最无争议的测量方法。通过验证方案设想和实验方案，利用两颗相距3万公里左右的地球静止卫星进行实验，可验证光速是否恒定。按照实验结果预判，当实测的太阳光及其他天体的光的实测时差远小于1微秒（扣除测量误差）时，则证明光速在任意参照系中速度恒定；当实测的太阳光及其他天体的光的实测时差接近或大于1微秒（扣除测量误差）时，则可否定光速在任意参照系中速度恒定。