实验装置与相关测量仪器，实验装置与相关测量仪器有哪些

大家好，今天小编关注到一个比较有意思的话题，就是关于实验装置与相关测量仪器的问题，于是小编就整理了2个相关介绍实验装置与相关测量仪器的解答，让我们一起看看吧。

怎样理解迈克尔逊-莫雷实验？

题主的观点过于教科书式了。迈克尔孙-莫雷实验并没有否定以太，甚至可以用以太理论来解释该实验！当时有几位物理学家，乔治·菲茨杰拉德、洛伦兹等人就是基于以太假设，提出了洛伦兹收缩，成功解释了迈克尔孙莫雷实验的零结果。我记得我以前在悟空问答上解释过，在这里简单重复一下。迈克尔孙实验的量杆相对于以太是运动的，它们就会存在洛伦兹收缩，这就导致了迈克尔孙莫雷实验里的零结果。洛伦兹甚至自己设计了实验来检验自己的想法。洛伦兹认为，光速不变原理和以太可以同时存在。所以，洛伦兹的理论里有两样东西：以太和光速不变原理。

如果没有其他实验，单就迈克尔孙莫雷实验，是根本不能否定以太的！这就是我说题主的观点过于教科书了。我们也可以抛弃以太，引入相对论协变性原理，再结合光速不变原理也能解释该实验的零结果，这就是狭义相对论。换句话说，狭义相对论绝对不是解释迈克尔孙莫雷实验的唯一理论。至少洛伦兹的理论也可以。

现在要问如何说明洛伦兹的理论是错误的？这就需要新的实验来说明洛伦兹说的那种收缩不存在！按照洛伦兹的理论，洛伦兹收缩是客观存在的，而且与参考系的选择无关，因此只要在做迈克尔孙莫雷实验时候，取一个非地球参考系去测量量杆的长度，如果地球参考系测得的长度和这个非地球参考系测得的数值不同，那么洛伦兹收缩就是错误的，而狭义相对论就是对的！就这么简单。最终的结果是，狭义相对论战胜了洛伦兹的理论，成为近代物理学的一个新理论。

最后，以太并没有因为相对论的提出而退出物理学的舞台。量子场论的虚粒子就可以看成一种以太。所以有人反对引入量子场论，这就导致一种新的理论诞生——散射振幅。

要想更多的了解迈克尔逊-莫雷实验，我们需要通过以下三个方面来阐述

1，实验背景

托马斯-杨的双缝干涉实验有力的证明了光的波动性，二十世纪中叶科学家得出光的速度为每秒30万千米，基于当时科学界对波的了解加上对牛顿的绝对时空观及伽利略变换的深信不疑，大多数物理学家坚信的是，任何一种波必然是依靠某种物质作为媒介，当波通过物质媒介时，其中的粒子发生一连串的振荡，所以那时候人们认为存在一种未知的媒介，它可以光速传输振动，因此他们想象出来一种新的媒介--光以太，简称“以太”；

现在我们看来这种想法是可笑的，（光的本质是电磁波，传播是不需要介质的），但任何对新事物的认知都是建立在对旧事物的了解基础之上的，所以物理学家们这样考虑，就一点也不奇怪了；

迈克尔逊--莫雷实验就是为要证明“以太”这种物质的存在而设计的。

2，实验原理

实验的原理其实很简单，如果“以太”是存在的并且是绝对静止的，那么光速可能就是相对于以太的速度，那么光速根据观察者运动情况的不同测得的结果是不一样的，例如：如果地球的运动方向与光在“以太”中的传播方向相同，那么在地球上侧的的光速应该是c-v,相反的，如果地球运动的方向与光在“以太”中的传播方向相反，那么在地球上侧的的光速应该是c+v;

因此最早的寻找“以太”的实验都是基于对光速的测量上，但都没能找到“以太”影子，针对这一情况，麦克斯韦给出了自己的理解：地面上测量光速的方法，光沿着同样的路径返回，所以地球相对于以太的速度对双程时间的影响取决于地球速度与光速之比的平分，而这个量太小了了，难以测出，如果取v作为地球相对于以太的速度，以往的以太漂移实验仅是反映了光往返同一路径的时间差与(v/c)的一次方成比例的一级效应，而只有测量到（v/c)平方的二级效应，才能检验出地球相对于以太的运动对光传播的影响。而二级效应的测量精度必须达到亿分之一的量级，这就是为什么找不到“以太”的原因，但是麦克斯韦深邃的洞察力与清晰的思路却为实验指明了方向。

基于这一实验思量，迈克尔逊通过在贾民干涉折射计（一种用来测量折射率的仪器）的基础上进行创新改造，发明了自己的干涉仪，这样迈克尔逊--莫雷实验就有了实验基础

其原理是这样的，从光源发射一条光束沿着一台干涉仪中互相垂直的两条路径时的飞行时间差，

如果光真的是穿过以太而运动的，那么应该存在一种穿过地球实验室的以太风，当地球绕着它的轨道运行时，这种以太风应该改变方向，在迈克尔逊--莫雷实验中，沿着平行于地球轨道运动的路径作往复运动的一束光线相对于垂直于该路径的光线应该有一个延迟 ，当两束返回的光线叠加时，由于干涉条纹显示出来的效应而能够探测到这种延迟，1887年的那个实验是相当灵敏的，足以探测到由于能够与地球轨道速度相比拟的以太风的速度而引起的条纹的位移，但是这样的位移并没有被观察到

3，实验贡献

这次实验非常有力的证明了“以太”是不存在的，否定了牛顿的绝对空间，为爱因斯坦创建狭义相对论创造力条件，具有重大的历史意义

另外，这次实验创造了一种精度极高的新测量仪器（干涉仪）其灵敏度可达几亿分之一，并且由于在“精密光学仪器和用这些仪器进行光谱学的基本度量”方面的工薪，迈克尔逊荣获了1907年的诺贝尔物理奖

迈克尔逊—莫雷试验，观测到的光速不变现象，或许说明，静止的以太是不存在的。但是，不能否认运动的以太是否存在。反而证明了以太在宇宙中均匀分布，各向同性，即向各个方向的运行速度都相同。

我们假设以太即宇宙中无处不在的、看不到的微观粒子，是运动的。那么，很多现象都能够得到合理的解释。

比如，光速不变现象。

所谓的光，就是一种振动能量，就像声音一样。声音的载体是空气分子，光的载体就是微观粒子（或者称为以太）。它们之间并没有本质的区别，只不过光的振动频率很高，需要更精密的眼睛才能捕捉和处理而已。

振动能量并没有脚，只能在物体间传递。对于固体来说，分子越致密，其传播越无间隙，传播速度越快。对于自由的气态分子来说，气态分子的速度越高，其携带的振动能量也跟随着速度越快，即光的传播速度越快。

如此分析，微观粒子的运行速度，就是光的传播速度。并且，由于微观粒子在宇宙中各向同性，所以，光在不同的方向上的传播速度相同。在光的传播过程中，光源即产生高频振动源的速度与周边微观粒子的速度基本无关，除非光源将与微观粒子直接碰撞。也就是说，光一旦离开光源，其传播速度只由微观粒子的速度和方向决定。

从这个角度来看，迈克尔逊—莫雷试验结果，非常容易理解。它正说明了、反映出光这种振动能量的传播与各项同性的微观粒子之间的关系。

如此来看，相对论中光速不变的假设，本身就说明没彻底分析清楚光的本质。

世上本无光速，即没有能量传播的速度，只有携带能量的微观粒子的运行速度。微观粒子的速度可大可小，岂有能够假设不变的道理？

本实验只是证明了光在大气层内运动速度是恒定的！其实，本实验装置即使是在真空中也不能比较不同光源的光速是否恒定：因为光是变化的电磁场，当其遇到实验装置中的三棱镜、半透镜和反射镜时，光会使这些实验装置成为新的次一级的光源，会产生反射/散射、折射/透射和转换/热辐射光，原来的入射光已经不再存在了。因此，次级光仅相对实验装置速度恒定！由此可见：干涉仪是无法判定光速差异的！由此，本人设计了《基线法实验光速实验方案》，这样才能测量出真空中不同运动状态的光源的光速到底是否相等！

利用“转换法"制做的物理仪器有哪些？

有些物理量的大小不易直接观测,但它变化时引起其他量的变化却是容易直接观测的.用易观测的量显示不易观测的量,是制作测量仪器的一种思路.例如：温度计通过液体体积的变化来间接表示温度的变化；弹簧测力计通过弹簧长度的变化来间接表示力的大小；压强计通过U型管中水面高度差的变化来间接表示液体内部压强的大小；电流表及电压表通过指针偏转的大小来间接表示电流或电压的大小等。

物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。

到此，以上就是小编对于实验装置与相关测量仪器的问题就介绍到这了，希望介绍关于实验装置与相关测量仪器的2点解答对大家有用。