我有一个全时空英灵系统 (明镜不止水)
- 类型:玄幻奇幻
- 作者:明镜不止水
- 入库:04.12
这货难道真懂得物理学?
元霄调整PPT页面:“麦克斯韦弗罗兹方程的结果,就像大家看到的这样。
那么这里的问题在于,我们代入实验结果后,很容易计算出,电磁波的速度是每秒30万公里。
这和光的速度是一致的,因此我以后,对于此类的表述,全部用光速来进行。
除此之外,还有另外一个重大发现,那就是光速和任何东西,都没有关系。
也就是说,无论它们沿哪个方向传播,速度都是每秒30万公里。
那么问题就出来了,既然这样,按照牛顿力学的解释,这个每秒30万公里的速度,是相对什么而言?
如果有参考系,那怎么解释往哪个方向速度都一样。”
有学生举手,元霄知道这里需要进一步解释,他点了点头。
“老师的意思,是不是假如这个参考系存在且也是运动的,比如和光速的某个方向一致,那其实在这个方向上,按照牛顿力学的解释,光速应该是30万公里,减去参考系的运动速度。”
不愧是国立大学的学生,很快把握住了关键的地方。
“是的,”元霄微笑,“反过来,如果这个参考系是背着光运动的,那么实际的光速,应该是30万公里加上参考系的运动速度。”
很好理解,按照牛顿力学的参考系分析,就是这样加减的结论。
“可是,实际上是光速朝哪个方向,都是不变的,”元霄看着弗罗兹,“这样的结论,我想弗罗兹教授也是同意的吧。”
弗罗兹点头:“确实如元霄老师说的,这就是我当时面临的巨大难题,牛顿力学无法解释这样的现象。”
“所以您就提出了以太的观念,”元霄如沐春风,“以太是存在在宇宙空间内,看不见摸不着,均匀且绝对静止的存在。
那么,这样的存在的设定,有什么意义呢。
首先第一个,它可以作为光传播的介质,解释光为何是光波的原因。”
人们常规认知上,所有的波动都需要介质,光波也一样。
以太就成了最好的传播介质。
很好理解,同学们点头。
“另外一个,就是成为光速每秒30万公里的速度的绝对参考系,”元霄看着大家,“如此一来,牛顿力学没有错,弗罗兹方程也正确,二者之间的矛盾将不存在。
非常完美的结果。”
原来如此,这回学生们明白了。
弗罗兹也是皱眉,难道这样有什么问题吗。
“可是,以太真的存在吗?”元霄继续,“看不见摸不着,我们该怎么证明?”
众人:我们哪里知道,不是看你吗。
元霄笑了:“是的,我有办法证明,以太到底存在与否。”
第396章 这就是我验证以太是否存在的办法
这句话一出,哪怕现场有教育部科技部的大领导,还有学校的老师们在,学生们也不禁一片哗然。
最近网络争论,他们也懂得一些,连弗罗兹本人,都承认“是否存在以太”只是一个概念想法,无法证明。
现在,一名高中生老师当着这么多人的面,说他可以证明。
这绝对是让人震惊的事情。
傲世指数+54120、+14328、+7481、+25633……
不过元霄现在心思并不在傲世指数的增加上面,他已经全面进入状态。
“确实,引入以太的概念,能够完美解决两大理论不兼容的问题,甚至光波也能够得到解决,”元霄提醒着,“可是,想要进入科学的殿堂,那就需要验证。”
这个观点没有人反对,甚至弗罗兹也是点头赞同。
“那么继续我们的话题,”元霄操控PPT,出现新的页面,“其实想要验证以太是否存在,也不是没有可能。
假设以太真的存在并且静止不动,光以以太为媒介传播,如果我们的实验设备,和以太有一个相对的运动速度,那么我们应该可以测量出不同的光速。”
道理非常简单,好比两個都在运动的车,如果同一个方向,相对速度就是二者的差值,如果相反方向,相对速度就是二者的和值。
这是牛顿三大定律给出的结论。
这么一说,学生们也陆陆续续都明白了。
假如现在有一个光源,以以太为媒介传播,速度是C。
另外有一个相对以太运动的参考系,速度为V。
如果二者同一个方向,那么光速是C-V。
如果二者相反方向,那么光速应该是C+V。
到这里的推论,在场没有一个人反对。
这不是很简单的应用吗。
弗罗兹也是点头。
其余的物理学家,各自拿出纸张写着什么。
“问题在于,我们现在知道光的速度,是每秒钟30万公里,”元霄拉开双手,“直接测量光速的话,不要说误差了,恐怕想要得到精准的数值,那可能需要巨大的设备才能实现。”
这就是麻烦的地方。
C等于30万公里,相对运动的V,至少也要一定的数值,才能测量出来。
否则C+V的数值和C-V的数值,就算有差异,也无法辨认出是否是实验误差。
这就是弗罗兹等物理学家们,感到疑难的地方。
原理很简单,但是做起来很难。
“不过,”元霄面带笑容,“我们可以借助其他的相对运动速度,来提高一部分的精度。
这里我有一个巧妙的实验方法,大家看屏幕。”
PPT切换,出来一张示意图。
“假设以太存在,那么大家都知道,我们的布鲁雅星球,是在做公转的,”元霄提醒,“而这个公转的速度,大约每秒30公里。”
学生们还没有什么,弗罗兹第一个站了起来。
“我怎么没有想到呢!”他的语气带着点激动。
其他物理学家也是愣了一下后,频频点头。
这确实是可以利用的、最直接的相对速度。
“弗罗兹教授的激动,我非常理解,”元霄继续,“不过给我一点的时间,让我把整个实验说明清楚。”
弗罗兹满脸慎重,他坐下来也拿出笔记本写着什么。
如果说原本他对元霄还带着傲慢和偏见,现在早就消失得一干二净。
“那么,我们的星球公转时候,肯定是逆着以太运动的,这样就会对光速造成每秒正负30公里的差异,”元霄指着屏幕画面,“相对于光速而言,这个速度不算快。
但是,只要有差异,我们就能检测出来。
这里,要利用到光速之间的干涉。”
元霄在这里略微停顿,让物理学家消化相关的信息。
直接测量难度非常大,但是利用已知的相对速度差异,利用光波的干涉,真的速度有差异的话,可以计算出干涉后的干涉条纹移动。
如此一来,就可以确认以太是否影响到了光速。
“正如大家看到的这张设备示意图,”元霄指着画面,“这是一个互相垂直的悬臂。
在悬臂的中央位置,有一个光源,再由一个半透镜,以及干涉仪组成。
这样,光源产生光线射向分光镜,分光镜将光分为互相垂直的两条光线。
然后再用全反射镜给反射回来。
最后进入干涉仪产生干涉图样。
这就是这个设备的基本运作原理。”
学生们还没有明白,物理学家们都模模糊糊地懂了。
一个个忍不住交头接耳。
弗罗兹也是频频点头。
这样确实是一个非常巧妙的方法。
光源的光,被分为互相垂直的两条之后,他们反射回来的路程是一样的。
如果光速没有变化的话,两束光同时到达干涉仪,那么干涉仪就能检测到两束光干涉后的波长。
如果两束光的光速发生变化,相反到达干涉仪的时间就不一样,那么干涉条纹就会发生移动。
如此一来,干涉以后光的波长变化就清楚了。
元霄看了眼全场:“我个人计算的结果,如果光速不一致,那么最终前后将会出现0.04倍的波长变化。”
如此的计算并不难,数据已经有了,元霄刚刚说完,其他物理学家也得到了一致的答案。
弗罗兹吁了口气:“确实是这样的。”
相反,如果光速是恒定不变的,那么无论什么时候、什么位置测量,干涉后的波长,就不会发生变化。
元霄将激光笔放在讲台上,他双手撑着讲台:“是的,通过这样的办法,我们就可以知道,到底光速是否有相对于以太的速度。
也就是说,以太是否存在,可以被检验出来。
这就是我验证以太是否存在的办法。”
刚刚说到这一句,下课铃声响了起来。
照例,元霄是不会拖课的,他收拾了东西准备要离开。
这回不仅仅是学生,连带着物理学教授们都不干了。
这算什么嘛,又在这里断章了。
我们一个个可是心痒难搔啊。
一大群人围了过去,堵得是水泄不通。
弗罗兹也是满头大汗:“元老师,你提出的这个实验,是不是自己已经做过了。”
“对啊,元老师,什么结果好歹说一下啊。”
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