這句話一出,哪怕現場有教育部科技部的大領導,還有學校的老師們在,學生們也不禁一片嘩然。
最近網絡爭論,他們也懂得一些,連弗羅茲本人,都承認“是否存在以太”只是一個概念想法,無法證明。
現在,一名高中生老師當著這麽多人的面,說他可以證明。
這絕對是讓人震驚的事情。
?傲世指數+54120、+14328、+7481、+25633……
不過元霄現在心思並不在傲世指數的增加上面,他已經全面進入狀態。
“確實,引入以太的概念,能夠完美解決兩大理論不兼容的問題,甚至光波也能夠得到解決,”元霄提醒著,“可是,想要進入科學的殿堂,那就需要驗證。”
這個觀點沒有人反對,甚至弗羅茲也是點頭讚同。
“那麽繼續我們的話題,”元霄操控ppt,出現新的頁面,“其實想要驗證以太是否存在,也不是沒有可能。
假設以太真的存在並且靜止不動,光以以太為媒介傳播,如果我們的實驗設備,和以太有一個相對的運動速度,那麽我們應該可以測量出不同的光速。”
道理非常簡單,好比兩個都在運動的車,如果同一個方向,相對速度就是二者的差值,如果相反方向,相對速度就是二者的和值。
這是牛頓三大定律給出的結論。
這麽一說,學生們也陸陸續續都明白了。
假如現在有一個光源,以以太為媒介傳播,速度是c。
另外有一個相對以太運動的參考系,速度為v。
如果二者同一個方向,那麽光速是c-v。
如果二者相反方向,那麽光速應該是c+v。
到這裡的推論,在場沒有一個人反對。
這不是很簡單的應用嗎。
弗羅茲也是點頭。
其余的物理學家,各自拿出紙張寫著什麽。
“問題在於,我們現在知道光的速度,是每秒鍾30萬公裡,”元霄拉開雙手,“直接測量光速的話,不要說誤差了,恐怕想要得到精準的數值,那可能需要巨大的設備才能實現。”
這就是麻煩的地方。
c等於30萬公裡,相對運動的v,至少也要一定的數值,才能測量出來。
否則c+v的數值和c-v的數值,就算有差異,也無法辨認出是否是實驗誤差。
這就是弗羅茲等物理學家們,感到疑難的地方。
原理很簡單,但是做起來很難。
“不過,”元霄面帶笑容,“我們可以借助其他的相對運動速度,來提高一部分的精度。
這裡我有一個巧妙的實驗方法,大家看屏幕。”
ppt切換,出來一張示意圖。
“假設以太存在,那麽大家都知道,我們的布魯雅星球,是在做公轉的,”元霄提醒,“而這個公轉的速度,大約每秒30公裡。”
學生們還沒有什麽,弗羅茲第一個站了起來。
“我怎麽沒有想到呢!”他的語氣帶著點激動。
其他物理學家也是愣了一下後,頻頻點頭。
這確實是可以利用的、最直接的相對速度。
“弗羅茲教授的激動,我非常理解,”元霄繼續,“不過給我一點的時間,讓我把整個實驗說明清楚。”
弗羅茲滿臉慎重,他坐下來也拿出筆記本寫著什麽。
如果說原本他對元霄還帶著傲慢和偏見,現在早就消失得一乾二淨。
“那麽,我們的星球公轉時候,肯定是逆著以太運動的,這樣就會對光速造成每秒正負30公裡的差異,”元霄指著屏幕畫面,“相對於光速而言,這個速度不算快。
但是,只要有差異,我們就能檢測出來。
這裡,要利用到光速之間的干涉。”
元霄在這裡略微停頓,讓物理學家消化相關的信息。
直接測量難度非常大,但是利用已知的相對速度差異,利用光波的干涉,真的速度有差異的話,可以計算出干涉後的干涉條紋移動。
如此一來,就可以確認以太是否影響到了光速。
“正如大家看到的這張設備示意圖,”元霄指著畫面,“這是一個互相垂直的懸臂。
在懸臂的中央位置,有一個光源,再由一個半透鏡,以及干涉儀組成。
這樣,光源產生光線射向分光鏡,分光鏡將光分為互相垂直的兩條光線。
然後再用全反射鏡給反射回來。
最後進入干涉儀產生干涉圖樣。
這就是這個設備的基本運作原理。”
學生們還沒有明白,物理學家們都模模糊糊地懂了。
一個個忍不住交頭接耳。
弗羅茲也是頻頻點頭。
這樣確實是一個非常巧妙的方法。
光源的光,被分為互相垂直的兩條之後,他們反射回來的路程是一樣的。
如果光速沒有變化的話,兩束光同時到達干涉儀,那麽干涉儀就能檢測到兩束光干涉後的波長。
如果兩束光的光速發生變化,相反到達干涉儀的時間就不一樣,那麽干涉條紋就會發生移動。
如此一來,干涉以後光的波長變化就清楚了。
元霄看了眼全場:“我個人計算的結果,如果光速不一致,那麽最終前後將會出現0.04倍的波長變化。”
如此的計算並不難,數據已經有了,元霄剛剛說完,其他物理學家也得到了一致的答案。
弗羅茲籲了口氣:“確實是這樣的。”
相反,如果光速是恆定不變的,那麽無論什麽時候、什麽位置測量,干涉後的波長,就不會發生變化。
元霄將激光筆放在講台上, 他雙手撐著講台:“是的,通過這樣的辦法,我們就可以知道,到底光速是否有相對於以太的速度。
也就是說,以太是否存在,可以被檢驗出來。
這就是我驗證以太是否存在的辦法。”
剛剛說到這一句,下課鈴聲響了起來。
照例,元霄是不會拖課的,他收拾了東西準備要離開。
這回不僅僅是學生,連帶著物理學教授們都不幹了。
這算什麽嘛,又在這裡斷章了。
我們一個個可是心癢難搔啊。
一大群人圍了過去,堵得是水泄不通。
弗羅茲也是滿頭大汗:“元老師,你提出的這個實驗,是不是自己已經做過了。”
“對啊,元老師,什麽結果好歹說一下啊。”
“別管什麽下課了,我們可以繼續聽你講啊。”
元霄微笑:“那不行啊,影響學校正常的課程是不好的。
好啦,我聽說公開課不僅這麽一節,我們明天再說啊。”
明天,明天泥煤啊。
一分鍾都不想等了!