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全国中考以太

时间:2022-01-17 13:22:27 来源:网友投稿

 以太

 维基百科,自由的百科全书 以太(英语:Luminiferous aether、aether 或 ether)或譯為光乙太,是古希腊哲学家亞里斯多德所设想的一种物质, 為五元素之一。19世紀的物理學家,認為它是一種曾被假 想的電磁波的傳播媒質 [1] 。但後來的实验和理论表明,如果不假定“以太”的存在,很多物理现象可以有更为简单的解释。也就是说,没有任何观测证据表明“以太”存在,因此“以太”理论被科学界抛弃。

  歷史 19世纪,科学家们逐步发现光是一种波,而生活中的波大多需要传播介质(如声波的传递需要借助于空气, 水波的传播借助于水等)。受经典力学思想影响,于是他们便假想宇宙到处都存在着一种称之为以太的物

  质,是这种物质作為光的传播中的介质。

 以太的假设事实上代表了传统的观点:

 电磁波的传播需要一个“绝对靜止”的参照系,当参照系改变,光速也改变(猶如聲波在空氣與水中的速度不同)。

 这个“绝对靜止系”就是「以太系」。其他慣性系的观察者 所测量到的光速,应该是 "以太系" 的光速,与这个观察者在 "以太系" 上的速度之矢量和。

 按照当时的猜想,以太无所不在,没有质量,绝对静止。

 以太充满整个宇宙,电磁波可在其中传播。假设太阳静止 在以太系中,由于地球在围绕太阳公转,相对于以太具有 一个速度v,因此如果在地球上测量光速,在不同的方向上测得的数值应该是不同的,最大为 c+v,最小为 c-v(如同船隻動力c,河流流速v,則船速可能為正向c+v、逆向c-v)。

 如果太阳在以太系上不是静止的,地球上测量不同方向的 光速,也应该有所不同。

 1881年-1884年,阿尔伯特∙迈克耳孙和爱德华∙莫雷为测量地球和以太的相对速度,进行了著名的迈克耳孙-莫雷实

 验。实验结果显示,不同方向上的光速没有差异。这实际 上证明了光速不变原理,即真空中光速在任何参照系下具有相同的数值,与参照系的相对速度无关,以太其 实并不存在。后来又有许多实验支持了上面的结论。

 以太说曾经在一段历史时期内在人们脑中根深蒂固,深刻地左右着物理学家的思想。著名物理学家洛伦兹推 导出了符合电磁学协变条件的洛伦兹变换公式,但无法抛弃以太的观点。

 然而根据麦克斯韦方程组,电磁波的传播不需要一个“绝对靜止”的参照系,因为该方程裡两个参数都是无方 向的标量,所以在任何参照系裡光速都是不变的。

 目录 1

 歷史 2

 参阅 3

 参考文献 4

 外部連結

 以太假說:地球行經承載光的介質以太

  迈克耳孙-莫雷实验装置

  其中 是真空电容率, 是真空磁导率。

 爱因斯坦则大胆抛弃了以太学说,认为光速不变是基本的原理,并以此为出发点之一创立了狭义相对论。虽 然后来的事实证明以太确实不存在,不过以太假说仍然在我们的生活中留下了痕迹,如乙太網路等。

 但有些人推測,以太可能是由一種宇宙的暗物質所構成,又稱「光引力行為」,光引力行為是一種只有屬於 光的萬有引力,發光者藉由暗物質的聚合而產生光,可是這些也只是在構想的階段。

 從笛卡爾的角度來看,物體之間所有的作用力都必須透過媒介來傳遞,不存在所謂的超距作用。因此,空間 中不可能是一無所有的,而是充滿著一種叫以太的物質。以太雖然無法被人體所感知,但卻能傳遞作用力, 例如磁力、月球对潮汐的作用力等。

 之後,以太又跟光波動說有很大關聯,它被當作是光波的荷載物。光波動說是由胡克所提出的,並由惠更斯 做進一步的發展。

 由於光可以在真空中傳播,因此惠更斯提出,荷載光波的媒介(以太)應該充滿了包括真空在內的全部空

  間,並能滲透到平常的物質當中。以太除了被當作為光的荷載物質之外,惠更斯也利用以太來解釋引力的現 象。

 牛頓雖然不同意胡克的光波動說,但又和笛卡爾一樣反對超距作用,並承認以太這種物質的存在。牛頓的觀 點是,以太不一定是單一的物質,因此能傳遞各種作用力,如產生電、磁和引力等不同的現象。牛頓也認為 以太可以傳播震動,但以太的震動不是光,因為當時光波動說還不能解釋光的偏振現象,亦不能解釋光為何 會直線傳播。

 十八世紀是以太論沒落的時期。由於法國笛卡兒主義者拒絕引力的平方反比定律,而使牛頓的追隨者起來反 對笛卡爾哲學體系,因此連笛卡爾倡導的以太論也一併進入了反對之列。

 隨著引力的平方反比定律在天體力學方面的成功,以及探尋以太的實驗並未獲得成果,使得超距作用觀點得 以流行。光波動說也被放棄了,而光微粒說卻得到廣泛的承認。到了十八世紀後期,證實了電荷之間(以及 磁極之間)的作用力同樣是與距離的平方成反比。於是電磁以太的觀念被拋棄,超距作用的觀點在電磁學中 也占據了主導的位置。

 十九世紀,以太論獲得復興以及發展,這點首先還是由光學所發展起的,主要是托馬斯∙楊及菲涅爾的實驗結 果。托馬斯∙楊用光波的干涉解釋了牛頓環,並在實驗的啟示下,於1817年提出的光波為橫波的新觀點,解決 了光波動說長期不能解釋光的偏振現象的困難處。

 菲涅爾用光波動說成功地解釋的光的衍射現象,他提出的理論方法(常稱為惠更斯-菲涅耳原理)能正確地計算 出衍射的圖案,並且能解釋光的直線傳播現象。之後菲涅爾又成功進一步解釋了光的雙折射,獲得了很大的

 成功。

 1823年,菲涅爾根據托馬斯∙楊的光波為橫波的學說,和他自己在1818年所提出的:

 透明物質中以太密度與及折射二次方成正比的假設,在一定的邊界條件下,推出關於反射光和折射光振幅的 著名公式,他很準確的說明了大卫∙布儒斯特數年前從實驗上所測得的結果。

 参阅 光速不变原理 迈克耳孙-莫雷实验 参考文献 1. ^ The 19th century science book A Guide to the Scientific Knowledge of Things Familiar provides a brief summary of

  scientific thinking

 in

 this field

 at the time.

 外部連結

 Ether and the Theory of Relativity (by Albert Einstein)

 英文版 (http://www.twelvestar.com/Sourceworks/Ethe r%20and%20Relativity.html) Decaen, Christopher A., Aristotle"s Aether and Contemporary Science, The Thomist, 2004, 68: 375– 429

 [2011-03-05]. The Aether of Space (http://www.keelynet.com/osborn/ rey7.htm)

 -

 Lord

 Rayleigh"s address ScienceWeek

 THEORETICAL

 PHYSICS: ON THE AETHER AND BROKEN SYMMETRY (http://scienc eweek.com/2005/sw050708-6.htm) The

 New

 Student"s

 Reference Work/Ether

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