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_9 史蒂芬·霍金(美)
偏振光。
法拉第没受过什么正规教育。他曾出生在一个贫穷的铁匠家庭附近
伦敦,13岁离开学校到工作作为跑跑腿,并在一家书店装订。
在那里,多年来,他学会了通过阅读他应该照顾科学书籍,并通过
在业余时间进行简单和廉价的实验。最后,他获得了作为一个工作
助理伟大的化学家爵士汉弗莱戴维实验室。法拉第留任为
其余四五他的生活,并经过戴维去世,几年,接替他。法拉第麻烦
从来没有学过的数学和它的多,所以这是一个斗争为他设想一
奇怪的电磁现象的照片,他的理论在他的实验室观察。
然而,他做到了。
法拉第的伟大智慧的创新之一是力场的想法。这些天来,谢谢
在书籍和有关跌破眼镜的外国人和他们的飞船电影,大多数人都熟悉的
长期,所以也许他应该得到版税。但是在牛顿和法拉第之间的一个世纪
物理学的伟大的奥秘在于它的法律似乎表明,在空部队法
空间分隔交互对象。法拉第不喜欢那样。他认为,拟
对象,有些事情来与它接触。于是他想象的空间之间的电
收费和磁铁被充斥着的身体做推拉无形管。
所谓的管法拉第一个力场。一个好方法,看到一个力场是执行
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课堂示范,其中一个玻璃盘是在一个酒吧和铁屑放在磁铁
涂在玻璃板上。随着轻点几下克服摩擦,申请移动仿佛被碰一碰
无与伦比的力量,并安排在自己的弧线模式从一个磁铁伸缩杆
其他。这种模式是一种看不见的磁力渗透空间地图。今天,我们
相信所有的力量都被田野传播,所以它是现代物理学的重要概念
以及科幻小说。
几十年来我们对电磁学的了解仍然停滞不前,达至不
超过了一个绝无仅有的法律知识:暗示了电和磁
密切,如果神秘,有关;这一观念,即有一些轻排序的连接,以及
胚胎概念领域。在电磁理论的存在至少有11个,每一个
这些有缺陷的。然后,过了几年,在19世纪60年代,苏格兰物理学家詹姆斯克拉克麦克斯韦期
法拉第发展成为一个数学框架的思维来解释的亲密和
神秘的关系在电,磁,光。其结果是一组方程
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描述为同一物理实体的表现都电场和磁场的力量,
电磁场。马克斯韦尔已经统一为一种力量是电力和磁力。此外,他
表明,电磁场可以通过空间传播的一种波。该速度
波是由一个数字,在他的方程,他计算出现
已被几年前测量的实验数据。令他惊讶,他的速度
计算,相当于光速的速度,这是当时一个著名实验,精度1
百分比。他发现光本身是一种电磁波!
今天的方程来描述电场和磁场被称为麦克斯韦方程组。数
人听说过他们,但他们很可能是我们最重要商业价值的方程
知道。他们不仅支配着一切,从家用电器到工作
电脑,但他们也描述诸如微波,无线电波浪比光等,
红外线和X射线。所有这些只在一个方面有所不同,他们从可见光
波长。无线电波有一米或以上的波长,而可见光的一
波长几十年的万分之一米,和X -射线的波长比一百较短
百万分之一米。我们在所有波长的太阳辐射,但它的辐射最为强烈
波长可见的我们。这大概不是偶然的波长,我们可以看到
用肉眼往往是那些最强烈的太阳辐射:这可能是因为我们的眼睛
有能力检测该范围内的电磁辐射演变正是因为这是
大部分的辐射范围提供给他们。如果我们曾经遇到来自其他行星的人,他们
可能有能力“看见”自己在任何波长的太阳辐射发出最
强劲,调控的因素,如灰尘和气体的阻光特性
他们的星球的大气层。因此,外国人谁在X -射线的存在可能有一个很好的发展
生涯机场安全。大设计
麦克斯韦方程支配的电磁波在约30万的速度行进
第二公里,大约6.7亿英里的时速。但要引用的速度意味着什么
除非您指定一个参考框架的相对速度进行了测量。这不是
一些你通常需要在日常生活中去思考什么。当一个限速牌子上写着60
每小时英里,据了解,你的速度是相对于道路,而不是黑色
孔在银河系中心。但是,即使在日常生活中有你的场合
必须考虑到参考帧。例如,如果您携带的茶叶注册了一个过道杯
喷气飞机在飞行中,你可能会说你的速度是每小时2英里。有人倒在地上,然而,
可以说你是在572英里的时速前进。免得你认为这个或那个除外
观察员有一个更好的要求了解真相,记住,是因为地球绕着太阳,
有人看着从该天体表面上你会不同意,说既
你正在为每秒约18英里,更不要说羡慕你的空气调节系统。在
这种分歧,当光线麦克斯韦声称发现了“光的速度”
击爆他的方程式出来,自然的问题是,什么是光在麦克斯韦速度
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相对测量方程?
我们没有理由相信,在麦克斯韦方程组的速度参数,是衡量一个速度
相对于地球。他的方程式,毕竟,适用于整个宇宙。另一种回答
在一段时间考虑的是,他的方程式指定光的相对速度到以前
所有的空间中未被发现的渗透,称为发光性的二甲醚,或短,只是
乙醚,这对他充满信以外的宇宙中所有物质亚里士多德的任期
地面球。这个假设的乙醚将通过它的电磁介质
波传播,就像声音在空气中传播。如果以太存在,将会有一
绝对静止标准(即,相对于以太的其余部分),因此绝对方式
定义议案很好。乙醚将提供整个一个优先的参考框架
整个宇宙,对其中任何物体的速度是可以衡量的。因此,乙醚是假设
存在于理论依据,设置了一些科学家们在寻找一种方法来研究它,或在
至少可以确认它的存在。这些科学家之一是麦克斯韦自己。
如果您通过声波对空气的比赛,你快波的方法,如果你比赛
走,它接近你更慢。同样地,如果有一醚,光的速度会
因你的动议取决于相对于以太。事实上,如果光路的声音不工作了,
就像在超音速射流人民永远不会听到任何声音从后面飞机发散,
所以旅客也将通过以太赛车速度不够快能逃脱光波。
从这样的考虑工作,麦克斯韦提出一个实验。如果有一醚,
土必须通过移动它,因为它的轨道的太阳。此外,由于地球是在不同的行驶
比,也就是说,在四月至七月,一个人应该一月方向,能够观察到一个微小的差异
在这一年,见下图不同时间光速。
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韦尔谈到了他在出版的英国皇家学会学报理念的它的编辑,
谁没想到实验是可行的。但在1879年,在他去世前不久年龄四八
痛苦的胃癌,麦克斯韦发送给朋友主题的信。该信是
死后发表在自然杂志上,它是由等人,一个美国读
物理学家迈克耳孙名为阿尔伯特。灵感来自麦克斯韦的投机活动,于1887年迈克尔逊和
爱德华莫利进行了一个非常敏感的实验,旨在测量速度在哪个
地球穿过以太。他们的想法是比较两种不同的光的速度
成直角的方向。如果以光的速度是一个固定的数量相对醚,
测量应该显示,不同方向上的光的速度取决于
梁。但是迈克尔逊和莫雷没有观察到这种差异。
该迈克尔逊和莫雷实验的结果是冲突显然与模型
电磁波穿过一醚,应引起以太模型,以便
放弃。但是迈克尔逊的目的是为了测量地球的速度相对于
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乙醚,并不是为了证明或否定了以太假说,以及他发现他并没有导致
得出这样的结论乙醚并不存在。没有人画了这样的结论之一。事实上,著名的
物理学家威廉汤姆森(开尔文勋爵)说,1884年,该醚是“唯一的物质
我们对动态信心。有一件事情我们是肯定的,那就是现实与实体
醚的发光性的。“
你怎么能相信在乙醚尽管迈克尔逊- Morley实验的结果?随着
我们已经说过经常发生的,人们试图节省做作的模型和特设的补充。一些
假设,地球与它一起拖乙醚,所以我们没有真正动之以
尊重它。荷兰物理学家亨德里克安东洛伦兹和爱尔兰物理学家乔治弗朗西斯
菲茨杰拉德认为,这是在一个框架方面转移到乙醚,可能是由于
一些未知的力学效应,时钟会减慢,距离会缩小,所以一
测量光仍然有相同的速度。这些努力挽救以太概念继续
近二十年,直到一个年轻的和未知的秘书在专利局显着纸
在伯尔尼,爱因斯坦。
爱因斯坦在1905年二六,当他发表他的论文“论Elektrodynamik bewegter
K?rper“(”论动体的电动力学“)。他在文中做了简单的假设
物理学,特别是光速的法律似乎应该是相同的所有
统一移动观察员。这个想法,事实证明,要求在我们的空间概念的革命
和时间。要知道为什么,试想两个事件,采取在同一地点的地方,但在不同的时代,
喷气式飞机。喷上的一个零观察员将有两个事件之间的距离。但要
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