A. MỤC ĐÍCH, SỰ CẦn thiếT
Cơ sở của thuyết tương đối hẹp
tải về 2.97 Mb.
|
| 2. Cơ sở của thuyết tương đối hẹp
Thí nghiệm Michelson-Morley : Là một thí nghiệm quan trọng trong lịch sử vật lý học, thực hiện năm 1887 bởi Albert Michelson và Edward Morley tại cơ sở mà ngày nay là Đại học Case Western Reserve, được coi là thí nghiệm đầu tiên phủ định giả thuyết bức xạ điện từ truyền trong môi trường giả định ê-te, đồng thời gây dựng bằng chứng thực nghiệm cho một tiên đề của thuyết tương đối hẹp của Albert Einstein và cho ra số liệu đo đạc chính xác về tốc độ ánh sáng. Vấn đề khó trong việc kiểm tra giả thuyết khí ête là đo được vận tốc ánh sáng một cách chính xác. Cuối thế kỷ thứ 19, khi máy đo giao thoa đã được phát triển để giúp cho việc kiểm tra với độ chính xác khá cao. Albert Abraham Michelson và Edward Morley đã sử dụng nó cho thí nghiệm của mình, và thu được kết quả đo khá chính xác, không chỉ vận tốc của ánh sáng, mà còn đo được tỉ số của vận tốc ánh sáng ở hai chiều vuông góc nhau. Tỉ số này có ý nghĩa nòng cốt cho giả thuyết khí ête. Thí nghiệm Michelson-Morley được thực hiện băng một giao thoa kế gồm một nguồn phát ánh sáng đơn sắc đi vào một tấm gương bán mạ M rồi được chia làm hai phần, một phần của tia sáng đi vào tấm gương phẳng M1 cách M một khoảng l1 và phản chiếu lại. Phần còn lại của ánh sáng đi vào tấm gương phẳng M2 cách A khoảng l2 và cũng phản chiếu lại. Tia phản chiếu từ M1 đến A sẽ được truyền qua một phần tới máy thu D. Tia phản chiếu từ M2 đến A sẽ được phản xạ một phần tới máy thu D. Tại D, hai tia giao thoa với nhau tạo ra các vạch giao thoa. Bằng việc đếm các vạch giao thoa, chúng ta biết được một cách chính xác sự lệch pha của hai chùm sáng, do đó suy ra chênh lệch đường đi của hai tia sáng. Nếu Trái Đất đứng yên và bị bao phủ bởi ête và l1 = l2= l thì tại D ta sẽ thu được các viền giao thoa không bị lệch. Nhưng giả sử l1 và Trái Đất quay với vận tốc u theo hướng x. Thời gian cho ánh sáng đi từ M đến M1 và ngược lại sẽ là: 
Ở đây, c là vận tốc ánh sáng trong ête. Đặt t2 là thời gian ánh sáng đi từ M đến M2 và ngược trở lại. Chúng ta biết rằng trong khi ánh sáng đi từ M đến M2, tấm gương tại M2 di chuyển tương đối với ête, 
với một khoảng là  . Tương tự với khi nó phản chiếu lại, tấm gương tại M di chuyển với cùng một khoảng theo hướng x. Bằng việc sử dụng định lý Pytago, tổng đường đi của tia sáng là:
Độ chênh lệch thời gian là: 
Ở đây,  tỉ lệ với số vạch sáng thu được.
Giả sử rằng máy đo quay một góc 90°. Khi ấy vạch giao thoa sẽ phải thay đổi. Vì thế, bằng việc quay máy đo, người ta có thể quan sát được một sự thay đổi đều đặn của vạch sáng, với mút cực đại và cực tiểu chỉ định bởi chiều của vận tốc quay của Trái đất trong ête. Từ độ lớn của các vạch sáng, người ta có thể tính được giá trị của u. Tất nhiên, nó có thể xảy ra bởi sự cố, rằng thời điểm của thí nghiệm được thực hiện Trái Đất của chúng ta dừng quay trong ête, dẫn đến việc không quan sát được sự thay đổi của vạch sáng khi máy đo quay. Nhưng sau 6 tháng đợi chờ, vận tốc của Trái đất sẽ thay đổi là 57,6 km/s vì Trái Đất nằm trên vị trí đối diện trong quỹ đạo quanh Mặt Trời, nên một vạch sáng sẽ phải quan sát được. Vạch sáng dự đoán tỉ lệ với  là rất nhỏ. Song máy đo của Michelson và Morley vẫn có đủ nhậy để phát hiện ra những vạch đỏ dự đoán đó.
Khi thí nghiệm được thực hiện, kết quả đã thu được ngược lại với mong chờ về giả thuyết ête. Mặc dù các dụng cụ đo là chính xác, không có một vạch sáng nào quan sát được tại bất kỳ mùa nào trong năm. Sau đó, những thí nghiệm kiểm chứng khác về giả thuyết khí ête cũng cùng cho một kết quả phủ định như trên. Dựa trên sự kiện thí nghiệm trên, và trên cơ sở xem xét nguyên lý tương đối của cơ học cổ điển, Einstein đã loại bỏ phép biến đổi t’ = t và nói chung, các phép biến đổi Galileé khác, đã ra một ý tưởng mà ông gọi là nguyên lý tương đối . Nguyên lý tương đối Einstein được phát biểu dưới dạng 2 tiên đề.
Каталог: uploads -> sang-kien-kinh-nghiem uploads -> Kính gửi Quý doanh nghiệp uploads -> VIỆn chăn nuôi trịnh hồng sơn khả NĂng sản xuất và giá trị giống của dòng lợN ĐỰc vcn03 luậN Án tiến sĩ NÔng nghiệp hà NỘI 2014 uploads -> Như mọi quốc gia trên thế giới, bhxh việt Nam trong những năm qua được xem là một trong những chính sách rất lớn của Nhà nước, luôn được sự quan tâm và chỉ đạo kịp thời của Đảng và Nhà nước uploads -> Tác giả phạm hồng thái bài giảng ngôn ngữ LẬp trình c/C++ uploads -> BỘ TÀi nguyên và MÔi trưỜng uploads -> TRƯỜng đẠi học ngân hàng tp. Hcm markerting cơ BẢn lớP: mk001-1-111-T01 uploads -> TIÊu chuẩn quốc gia tcvn 8108 : 2009 iso 11285 : 2004 uploads -> ĐỀ thi học sinh giỏi tỉnh hải dưƠng môn Toán lớp 9 (2003 2004) (Thời gian : 150 phút) Bài 1 sang-kien-kinh-nghiem -> A. MỤC ĐÍCH, SỰ CẦn thiếT tải về 2.97 Mb. Chia sẻ với bạn bè của bạn:
|