光波为什么能在真空中传播?它的传播介质是什么?物理学家给光找了个传播介质―“以太”,肯定了“以太”的存在,新的问题又产生了:地球以每秒30公里的速度绕太阳运动,就必须会遇到每秒30公里的“以太风”迎面吹来,同时,它也必须对光的传播产生影响。这个问题的产生,引起人们去探讨“以太风”存在与否。为了观测“以太风”是否存在,迈克耳逊)与莫雷合作,在克利夫兰进行了一个著名的“迈克耳逊-莫雷实验”,但是实验结果和却以太漂移说相矛盾。使科学家处于左右为难的境地。他们或者须放弃曾经说明电磁及光的许多现象的以太理论。如果他们不敢放弃以太,那末,他们必须放弃比“以太学”更古老的哥白尼的地动说。
第二朵乌云出现在关于能量均分的麦克斯韦-玻尔兹曼理论上。——黑体辐射与“紫外灾难”。
19世纪末,卢梅尔等人的著名实验―黑体辐射实验,发现黑体辐射的能量不是连续的,它按波长的分布仅与黑体的温度有关。为了解释黑体辐射实验的结果,物理学家瑞利和金斯认为能量是一种连续变化的物理量,建立起在波长比较长、温度比较高的时候和实验事实比较符合的黑体辐射公式。但是,这个公式推出,在短波区(紫外光区)随着波长的变短,辐射强度可以无止境地增加,这和实验数据相差十万八千里,是根本不可能的。所以这个失败被埃伦菲斯特称为“紫外灾难”。它的失败无可怀疑地表明经典物理学理论在黑体辐射问题上的失败,所以这也是整个经典物理学的“灾难”。
匿名回答于2023-10-05 06:36:03
令人没有想到的是,这两朵“乌云”引发了物理界的变革。
第一朵乌云指的是黑体辐射。
物质会吸收和反射电磁波,若物质只吸收电磁波,不反射电磁波,这种物质就被称之为黑体,黑体会向外辐射能量,称之为黑体辐射。
19世纪末,科学家在研究黑体辐射时遇到巨大困难:由经典的能量均分定理导出的瑞利—金斯公式在短波方面得出的黑体辐射与实验结果相违背,同时,维恩公式仅适用于黑体辐射光谱能量分布的短波部分(历史上称为紫外灾难),从里一个层面讲,经典物理学无法解释黑体辐射现象,这一问题始终困扰着物理学界。
20世纪初,普朗克在研究黑体辐射时提出能量子概念,经典物理学认为能量是连续的,而普朗克提出的能量子则认为能量不是连续的,是一份一份的,能量不能再分的最小份,叫做能量子。普朗克量子假说克服了黑体辐射所遇到的困难,物理学从此进去量子力学。可以说,普朗克开启了量子力学的时代。
第二朵乌云指的是物理学界对光速的研究。
根据伽利略变化的理解,物体的运动是相对的,即参考系的选择不同,物体运动速度不同。物理学家在研究光速时发现,无论在何种参考系中,光速是一样的,这违背了伽利略变换系的观念。按照伽利略变换系理解,光速在不同参考系中是不同的,但是大量的实验表明,无论在那种参考系中,光的速度都是一样的。于是科学界普遍认为在我们周围弥漫着一种叫做以太的物质,光相对于以太运动,所以光速不发生改变。
于是科学家又通过大量的实验,试图证实以太物质的存在,但是都以失败而告终,其中最著名的是迈克尔逊—莫雷实验,但实验的结果是零,即实验证实不存在以太这种物质。
在经典力学时空观里,空间、时间是绝对的,物质的速度不会影响空间、时间的变化,并且物体的运动是相对的。光速不变使经典力学举步维艰。在这种情况下,爱因斯坦提出了《狭义相对论》,而狭义相对论的一个重要前提就是光速不变原理。
时至今日,物理学界仍有许多尚未探索到的领域,物理领域的大厦,不单单只有两朵乌云那么简单。
匿名回答于2023-09-04 06:14:32
第二朵乌云,相对论。相对论的出现打断了科学对万有引力本质的探索,在错误理论基础上建立的宇宙模型必然是错误的。波以其传播介质为参照系时,传播速度不受其传播介质运动速度的影响,这是波的特性。以光在介质中的传播特性,来证明光传播不需要介质,不符合逻辑。光以其传播介质为参照系时,速度不变,不能证明光以其他物体为参考系时,速度不变,相对论是一个谬论,是一个迷信的理论。
匿名回答于2023-09-04 06:16:48