看的出来。
这个年轻人也是脑子一热举起的手,思路虽然没问题,但显然只考虑了前半截就急着出风头了。
不过休伯特·艾里毕竟和徐云关系不错,他的老爹乔治·比德尔·艾里在冥王星之夜也帮了至关重要的忙。
因此徐云还是主动出面帮休伯特·艾里解了围:
“咳咳我说两句吧。”
“艾里同学虽然没有提出完整的思路,但分光镜的设想却非常到位。”
随后他拿起笔,准备在黑板上画出示意图:
“其实呢,我们只要在分叉出的两道光路末尾加上两块反射镜。”
“接着再在垂直光路的另一侧放置一块观测屏,就可以在上面看到”
“哦,我知道了!”
结果徐云还没落笔,他的左手边便窜起了一道人影,激动的说道:
“是干涉,是干涉条纹!我说的对吗,罗峰先生?”
虽然没有看清打断者的容貌,但这道声音徐云却已然熟悉到了不能再熟悉。
同时纵观教室这三十多人,会管他叫‘罗峰先生’的却有且仅有一位:
这个副本的主角,未来的伏清无为虚波太上磁皇大道君,小麦同学。
眼见小麦似乎有了思路,并且架势比休伯特·艾里更自信,徐云的心中便临时起了另一个念头:
要不
试试小麦能考虑到哪种程度?
毕竟认识到现在,小麦虽然靠着几次“啊咧咧”把历史往前踹了几脚,但徐云却没见过小麦真正设计过某次完整的实验。
这对于玩游戏时喜欢拿成就点的徐云来说,确实是个遗憾。
眼下有了机会,焉能放过?
于是他转过身,朝小麦招了招手,示意他来到讲台边:
“来来来,笔给你,你来写。”
小麦憨憨的走到台前,接过粉笔,对徐云确认道:
“罗峰先生,真的让我来写吗?”
徐云让开一个身位,做了个请的动作:
“开始你的表演吧。”
小麦见状便不再迟疑,向中间走了一步,动手在黑板上书写了起来:
“大家可以看到,点光源射出的光线在经过分光镜后,会分光成两束光。”
“唔为了方便描述,朝右边水平方向行进的就叫它光束1吧,折射向黑板上方的叫做光束2。”
“我的想法是这样的。”
“我们可以在两条光束的尽头各放置一面反光镜,如此一来,就像当初罗峰先生测定光速那样,两道光碰到反光镜后会发生反射,按照来时的方向返回分光镜。”
“接着再在垂直光路的另一侧也就是黑板的下方再放置一块观测屏。”
“那么光束1便会先经反光镜1反射、再经分光镜投射到观测屏。”
“光束2同理,经反光镜2反射再经分光镜投射到观测屏,与光束1形成干涉”
小麦的思路显然要比休伯特·艾里完整许多,从动笔书写开始,他握着的粉笔便没有停下来过。
台下无论是大一、大四还是研一研三,所有人都聚精会神的看着小麦的演示。
哒哒哒——
整个活动室内一片寂静,只有粉笔与黑板的接触声与小麦的解释声,连徐云都退到了一旁:
“接着我们再让实验仪器整体旋转90度,则光束1和光束2到达观测屏的时间互换,使得已经形成的干涉条纹产生移动。”
“当整个仪器缓慢转动时连续读数,如果我们的设备精度很高,那么测出条纹移动应该是很容易的事情”
“干涉条纹如果发生了移动,从实验中测出条纹移动的距离,就可以求出地球相对以太的运动速度,从而证实以太的存在。”
早先提及过。
现场的社员们除了布鲁赫这种个例之外,大多数都是自然科学的爱好者。
虽然他们掌握的知识纯度与深度无法和后世的同龄人相比,但基础的理科素养还是具备的。
因此随着小麦的板书逐渐填满黑板,台下也陆续有社员脸上露出了恍然的表情。
甚至还有不少人拿出笔记,一边记录下方案,一边带入数值计算了起来。
没错。
想必有些不丢脸同学也已经看出来了。
徐云这次引导格物社设计的实验,正是20世纪物理学大名鼎鼎的两大乌云之一
迈克尔逊-莫雷实验!
这是1887年迈克尔逊和莫雷在老鹰那边做出来的一个著名实验,它的思路其实很简单,也就是徐云此前说过的那番话:
如果存在以太,则当地球穿过以太绕太阳公转时,在地球通过以太运动的方向测量的光速,应该大于在与运动垂直方向测量的光速。
于是呢,
迈克尔逊和莫雷他们就搞出了这么个实验设备。
这个实验使用到的仪器并不复杂,从俯视图来看,总共分成四个模块:
光源位于俯视图的最左边,光路从左往右发射——在实际操作的时候,这个方向要与地球公转的方向一致。
光源右侧的位置上放着一块分光镜。
分光镜字如其名,就是可以将光线分开的镜子,也叫作分束镜。
它从材料的性质上划分是一种镀膜玻璃,在光学玻璃表面镀上一层或多层薄膜。
当一束光投射到镀膜玻璃上后,通过反射和折射,光束就被分为两束或更多束。
迈克尔逊莫雷实验需要用到的分光镜的精度要求很高,它可以将光线分成继续向右的光束1,以及垂直向上的光束2——同样是俯视图的说法。
随后在光束1和光束2的末端再放置两块反光镜,光线抵达后便会原路返回。
早先说过。
地球公转的时候会有迎面吹来的‘以太风’,这个速度是30公里每秒。
因此在沿着公转方向上的光束1,到达1和从1返回的传播速度为不同的。
假设地球的速度是v,分光镜到反射镜的距离是d。
那么过去和回来的速度就分别是c-v和c+v,相当于逆风和顺丰。
二者往返的时间则是:
d/(c-v)+d/(c+v)。
而光束2由于和地球运转方向垂直,所以无论来还是回都会遇到以太风。
那么时间便是固定的:
2d/√(c2-v2)。
如此一来。
光束2和光束1到达观测屏的光程差就是:
c(d/(c-v)+d/(c+v)-2d/√(c2-v2))。
有光程差,它们就一定会产生干涉条纹。
接着只要让实验仪器整体旋转90度,则光束1和光束2到达观测屏的时间互换,使得已经形成的干涉条纹产生移动。
这个改变的量也很好计算,高中物理就学过,是△l=2dv2/c2。
如此一来。
移动条纹数就是△l/λ。
迈克尔逊当时设计的干涉仪光臂长度为12米,最终理论上应该移动的条纹是037。
至于结果嘛
这样说吧。
迈克尔逊莫雷实验的目的是为了证明以太的存在,迈克尔逊和莫雷也是坚定的以太论支持者。
而这个实验在物理史上呢,又被称作小泊松实验
看到泊松二字,想必大家也都猜到了最终结果。
没错。
条纹别说037了,它压根动都没动。
本该证明以太的实验,反倒把以太给反杀了。
所以这个实验是物理史上的重大节点之一,也是后世那些否定相对论的民科口中必提的另一个实验:
不过比起充作民科‘理论支点’的斐索流水实验,迈克尔逊-莫雷实验在民科口中往往充当的是丑角。
标准术语一般是这样的:
【迈克尔逊-莫雷实验之所以0结果,是因为这个实验完全是错误的,它没有任何意义】。
这种待遇有些像三国里的骷髅王袁术,基本上提到此人便离不开一句冢中枯骨
但实际上呢。
这些民科质疑的事情,物理史上早就有一堆人diss过了。