第三百一十九章 玩的可真特么大（上）（9.4K） (第3/5页)

“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M1反射、再经分光镜投射到观测屏。”

    “光束2同理，经反光镜M2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M1和从M1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0.37。