什么是 以太
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什么是 以太

关于沐鸣2ym871622021-06-03 10:10150A+A-
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   以太(Ether)(或译乙太;英语:ether或aether)是古希腊哲学家所设想的一种物量,是一种曾被设想的电磁波的传布媒量,但后来被证明其实不存在以太典范开盘价。

在古希腊,以太指的是彼苍或上层大气以太典范开盘价。在宇宙学中,有时又用以太来暗示占据天体空间的物量。

  17世纪的笛卡儿是一个对科学思惟的开展有严重影响的哲学家,他更先将以太引入科学,并付与它某种力学性量以太典范开盘价。

在笛卡儿看来,物体之间的所有感化力都必需通过某种中间前言物量来传递,不存在任何超距感化以太典范开盘价。因而,空间不成能是空无所有的,它被以太那种前言物量所充满。

  以太固然不克不及为人的感官所觉得,但却能传递力的感化,如磁力和月球对潮汐的感化力以太典范开盘价。

后来,以太又在很大水平上做为光波的荷载物同光的颠簸学说相联络以太典范开盘价。光的颠簸说是由胡克起首提出的,并为惠更斯所进一步开展。在相当长的期间内(曲到20世纪初),人们对波的理解只局限于某种前言物量的力学振动。

  那种前言物量就称为波的荷载物,如空气就是声波的荷载物以太典范开盘价。

因为光能够在实空中传布,因而惠更斯提出,荷载光波的前言物量(以太)应该充满包罗实空在内的全数空间,并能渗入到凡是的物量之中以太典范开盘价。除了做为光波的荷载物以外,惠更斯也用以太来申明引力的现象。

牛顿固然差别意胡克的光颠簸学说,但他也像笛卡儿一样反对超距感化,并认可以太的存在以太典范开盘价。

  在他看来,以太纷歧定是单一的物量,因而能传递各类感化,如产生电、磁和引力等差别的现象以太典范开盘价。牛顿也认为以太能够传布振动,但以太的振动不是光,因为其时光的颠簸学说还不克不及解释光的偏振现象,也不克不及解释光为什么会曲线传布。

18世纪是以太论衰败的期间以太典范开盘价。因为法国笛卡儿主义者回绝引力的平方反比定律,而使牛顿的跟随者起来反对笛卡儿哲学系统,因而连同他倡导的以太论也一同进入了反对之列。

  

跟着引力的平方反比定律在天体力学方面的胜利,以及探寻以太得试验并未获得现实成果,使得超距感化概念得以流行以太典范开盘价。光的颠簸说也被放弃了,微粒说得到普遍的认可。到18世纪后期,证明了电荷之间(以及磁极之间)的感化力同样是与间隔平方成反比。于是电磁以太的概念亦被丢弃,超距感化的概念在电学中也占了主导地位。

  

19世纪,以太论获得复兴和开展,那起首仍是从光学起头的,次要是托马斯·杨和菲涅耳工做的成果以太典范开盘价。杨用光波的干预解释了牛顿环,并在尝试的启迪下,于1817年提出光波为横波的新概念,处理了颠簸说持久不克不及解释光的偏振现象的困难。科学家们逐渐发现光是一种波,而生活中的波大多需要传布介量(如声波的传递需要借助于空气,水波的传布借助于水等)。

  受传统力学思惟影响,于是他们便设想宇宙四处都存在着一种称之为以太的物量,而恰是那种物量在光的传布中起到了介量的感化以太典范开盘价。

以太的假设事实上代表了传统的概念:电磁波的传布需要一个“绝对静行”的参照系,当参照系改动,光速也改动以太典范开盘价。

然而按照麦克斯韦方程组,电磁波的传布不需要一个“绝对静行”的参照系,因为该方程里两个参数都是无标的目的的标量,所以在任何参照系里光速都是稳定的以太典范开盘价。

  

此中ε0是实空介电常数,μ0 是实空磁导率以太典范开盘价。

那个“绝对静行系”就是「以太系」以太典范开盘价。其他惯性系的察看者所丈量到的光速,应该是"以太系"的光速,与那个察看者在"以太系"上的速度之矢量和。

以太无所不在,没有量量,绝对静行以太典范开盘价。根据其时的料想,以太充满整个宇宙,电磁波可在此中传布。

  假设太阳静行在以太系中,因为地球在围绕太阳公转,相关于以太具有一个速度v,因而若是在地球上丈量光速,在差别的标的目的上测得的数值应该是差别的,更大为c +v,最小为cv以太典范开盘价。若是太阳在以太系上不是静行的,地球上丈量差别标的目的的光速,也应该有所差别。

菲涅耳用被动说胜利地解释了光的衍射现象,他提出的理论办法(现常称为惠更斯-菲涅耳原理)能准确地计算出衍射图样,并能解释光的曲线传布现象以太典范开盘价。

  菲涅耳又进一步解释了光的双折射,获得很大胜利以太典范开盘价。

1823年,他按照杨的光波为横波的学说,和他本身在1818年提出的:通明物量中以太密度与其折射率二次方成反比的假定,在必然的鸿沟前提下,推出关于反射光和折射光振幅的出名公式,它很好地申明了布儒斯特数年前从尝试上测得的成果以太典范开盘价。

  

菲涅耳关于以太的一个重要理论工做是导出光在相关于以太参照系运动的通明物体中的速度公式以太典范开盘价。1818年他为领会释阿拉果关于星光折射行为的尝试,在杨的设法根底上提出:通明物量中以太的密度与该物量的折射率二次方成反比,他还假定当一个物体相对以太参照系运动时,其内部的以太只是超越实空的那一部门被物体带动(以太部门曳引假说)。

  操纵菲涅耳的理论,很容易就能得到运动物体内光的速度以太典范开盘价。

19世纪中期,曾停止了一些尝试,以求显示地球相对以太参照系运动所引起的效应,并由此测定地球相对以太参照系的速度,但都得出否认的成果以太典范开盘价。那些尝试成果可从菲涅耳理论得到解释,按照菲涅耳运动媒量中的光速公式,当尝试精度只到达必然的量级时,地球相对以太参照系的速度在那些尝试中不会表示出来,而其时的尝试都未到达此精度。

  

在杨和菲涅耳的工做之后,光的颠簸说就在物理学中确立了它的地位以太典范开盘价。随后,以太在电磁学中也获得了地位,那次要是因为法拉第和麦克斯韦的奉献。

在法拉第心目中,感化是逐渐传过去的观点有着非常安稳的地位,他引入了力线来描述磁感化和电感化以太典范开盘价。在他看来,力线是现实的存在,空间被力线充满着,而光和热可能就是力线的横振动。

  他曾提出用力线来取代以太,并认为物量原子可能就是聚集在某个点状中心附近的力线场以太典范开盘价。他在1851年又写道:“若是承受光以太的存在,那么它可能是力线的荷载物。”但法拉第的概念并未为其时的理论物理学家们所承受。

到19世纪60年代前期,麦克斯韦提出位移电流的概念,并在提出用一组微分方程来描述电磁场的遍及规律,那组方程以后被称为麦克斯韦方程组以太典范开盘价。

  按照麦克斯韦方程组,能够推出电磁场的扰动以波的形式传布,以及电磁波在空气中的速度为每秒31万公里,那与其时已知的空气中的光速每秒31以太典范开盘价。5万公里在尝试误差范畴内是一致的。

麦克斯韦在指出电磁扰动的传布与光传布的类似之后写道:“光就是产生电磁现象的媒量(指以太)的横振动”以太典范开盘价。

  后来,赫兹用尝试办法证明了电磁波的存在以太典范开盘价。光的电磁理论胜利地解释了光波的性量,如许以太不只在电磁学中获得了地位,并且电磁以太同光以太也同一了起来。

麦克斯韦还设想用以太的力学运动来解释电磁现象,他在1855年的论文中,把磁感应强度比做以太的速度以太典范开盘价。

  后来他承受了汤姆孙(即开尔文)的观点,改成磁场代表动弹而电场代表平动以太典范开盘价。

他认为,以太绕磁力线动弹构成一个个涡元,在相邻的涡元之间有一层电荷粒子以太典范开盘价。他并假定,当那些粒子偏离它们的平衡位置即有一位移时,就会对涡元内物量产生一感化力引起涡元的变形,那就代表静电现象。

  

关于电场同位移有某种对应,并非完全新的设法,汤姆孙就曾把电场比做以太的位移以太典范开盘价。别的,法拉第在更早就提出,当绝缘物量放在电场中时,此中的电荷将发作位移。麦克斯韦与法拉第差别之处在于,他认为不管有无绝缘物量存在,只要有电场就有以太电荷粒子的位移,位移的大小与电场强度成反比。

  当电荷粒子的位移随时间变革时,将构成电流,那就是他所谓的位移电流以太典范开盘价。对麦克斯韦来说,位移电流是实在的电流,而如今我们晓得,只是此中的一部门(极化电流)才是实在的电流。

在那一期间还曾成立了其他一些以太模子,不外以太论也碰到一些问题以太典范开盘价。起首,若光波为横波,则以太应为有弹性的固体媒量。

  那么为何天体运行此中会不受阻力呢?有人提出了一种解释:以太可能是一种像蜡或沥青样的塑性物量,关于光那样快的振动,它具有足够的弹性像是固体,而关于像天体那样慢的运动则像流体以太典范开盘价。

别的,弹性媒量中除横波外一般还应有纵波,但尝试却表白没有纵光波,若何消弭以太的纵波,以及若何得出推导反射强度公式所需要的鸿沟前提是各类以太模子持久争论的难题以太典范开盘价。

  

为了适应光学的需要,人们对以太假设一些十分的属性,如1839年麦克可拉模子和柯西模子以太典范开盘价。再有,因为对差别的光频次,折射率也差别,于是曳引系数关于差别频次亦将差别。如许,每种频次的光将不能不有本身的以太等等。以太的那些似乎彼此矛盾性量其实是超出了人们的理解才能。

  

1881年-1884年,阿尔伯特·迈克尔逊和爱德华·莫雷为丈量地球和以太的相对速度,停止了出名的迈克尔逊-莫雷尝试以太典范开盘价。尝试成果显示,差别标的目的上的光速没有差别。那现实上证了然光速稳定原理,即实空中光速在任何参照系下具有不异的数值,与参照系的相对速度无关,以太其实其实不存在。

  后来又有许多尝试撑持了上面的结论以太典范开盘价。

以太说曾经在一段汗青期间内在人们脑中根深蒂固,深入地摆布着物理学家的思惟以太典范开盘价。出名物理学家洛伦兹推导出了契合电磁学协变前提的洛伦兹变更公式,但无法丢弃以太的概念。

19世纪90年代,洛伦兹提出了新的概念,他把物量的电磁性量归之于此中同原子相联络的电子的效应以太典范开盘价。

  至于物量中的以太,则同实空中的以太在密度和弹性上都并没有区别以太典范开盘价。他还假定,物体运动时其实不带动此中的以太运动。但是,因为物体中的电子随物体运动时,不只要遭到电场的感化力,还要遭到磁场的感化力,以及物体运动时此中将呈现电介量运动电流,运动物量中的电磁波速度与静行物量中的其实不不异。

  

在考虑了上述效应后,洛伦兹同样推出了菲涅耳关于运动物量中的光速公式,而菲涅耳理论所碰到的困难(差别频次的光有差别的以太)已不存在以太典范开盘价。洛伦兹按照束缚电子的强迫振动,可推出折射率随频次的变革。洛伦兹的上述理论被称为电子论,它获得了很大胜利。

19世纪末能够说是以太论的极盛期间以太典范开盘价。

  但是,在洛伦兹理论中,以太除了荷载电磁振动之外,不再有任何其他的运动和变革,如许它几乎已退化为某种笼统的标记以太典范开盘价。除了做为电磁波的荷载物和绝对参照系,它已失去所有其他详细生动的物理性量,那就又为它的式微缔造了前提。

如上所述,为了测出地球相对以太参照系的运动,尝试精度必需到达很高的量级以太典范开盘价。

  到19世纪80年代,麦克尔逊和莫雷所做的尝试第一次到达了那个精度,但得到的成果仍然能否定的,即地球相对以太不运动以太典范开盘价。尔后其他的一些尝试亦得到同样的成果,于是以太进一步失去了做为绝对参照系的性量。那一成果使得相对性原理得到遍及认可,并被推广到整个物理学范畴。

  

在19世纪末和20世纪初,固然还停止了一些勤奋来拯救以太,但在狭义相对论确立以后,它末于被物理学家们所丢弃以太典范开盘价。人们承受了电磁场自己就是物量存在的一种形式的概念,而场能够在实空中以波的形式传布。

量子力学的成立愈加强了那种概念,因为人们发现,物量的原子以及构成它们的电子、量子和中子等粒子的运动也具有波的属性以太典范开盘价。

  颠簸性已成为物量运动的根本属性的一个方面,那种仅仅把颠簸理解为某种前言物量的力学振动的狭隘概念已完全被打破以太典范开盘价。

然而人们的认识仍在继续开展以太典范开盘价。到20世纪中期以后,人们又逐步认识到实空并不是是绝对的空,那里存在着不竭的涨落过程(虚粒子的产生以及随后的埋没)。

  那种实空涨落是彼此感化着的场的一种量子效应以太典范开盘价。

今天,理论物理学家进一步发现,实空具有更复杂的性量以太典范开盘价。实空态代表场的基态,它是简并的,现实的实空是那些简并态中的某一特定形态。目前粒子物理中所察看到的许多对称性的毁坏,就是实空的那种特殊的“取向”所引起的。

  在那种概念上成立的弱彼此感化和电磁彼此感化的电弱同一理论已获得很大的胜利以太典范开盘价。

但爱因斯坦则斗胆丢弃了以太学说,认为光速稳定是根本的原理,并以此为起点之一创建了狭义相对论以太典范开盘价。固然后来的事实证明白实不存在以太,不外以太假说仍然在我们的生活中留下了陈迹,如以太网等。

  

如许看来,机械的以太论固然灭亡了,但以太概念的某些精神(不存在超距感化,不存在绝对空虚意义上的实空)仍然活着,并具有兴旺的生命力以太典范开盘价。

以太典范开盘价。

  乙太(或译以太;英语:ether或aether)是古希腊哲学家所设想的一种物量,是一种曾被设想的电磁波的传布媒量,但后来被证明其实不存在以太典范开盘价。

19世纪,科学家们逐渐发现光是一种波,而生活中的波大多需要传布介量(如声波的传递需要借助于空气,水波的传布借助于水等)以太典范开盘价。

  受传统力学思惟影响,于是他们便设想宇宙四处都存在着一种称之为以太的物量,而恰是那种物量在光的传布中起到了介量的感化以太典范开盘价。

以太的假设事实上代表了传统的概念: 电磁波的传布需要一个“绝对静行”的参照系,当参照系改动,光速也改动以太典范开盘价。

然而按照麦克斯韦方程组,电磁波的传布不需要一个“绝对静行”的参照系,因为该方程里两个参数都是无标的目的的标量,所以在任何参照系里光速都是稳定的以太典范开盘价。

  

此中 是实空介电常数,μ0 是实空磁导率以太典范开盘价。

那个“绝对静行系”就是“以太系”以太典范开盘价。其他惯性系的察看者所丈量到的光速,应该是 "以太系" 的光速,与那个察看者在 "以太系" 上的速度之矢量和。

以太无所不在,没有量量,绝对静行以太典范开盘价。根据其时的料想,以太充满整个宇宙,电磁波可在此中传布。

  假设太阳静行在以太系中,因为地球在围绕太阳公转,相关于以太具有一个速度v,因而若是在地球上丈量光速,在差别的标的目的上测得的数值应该是差别的,更大为 c+v,最小为 c-v以太典范开盘价。若是太阳在以太系上不是静行的,地球上丈量差别标的目的的光速,也应该有所差别。

  

1881年-1884年,阿尔伯特·迈克尔逊和爱德华·莫雷(Edward Morley)为丈量地球和以太的相对速度,停止了出名的迈克尔逊-莫雷尝试以太典范开盘价。尝试成果显示,差别标的目的上的光速没有差别。那现实上证了然光速稳定原理,即实空中光速在任何参照系下具有不异的数值,与参照系的相对速度无关,以太其实其实不存在。

  后来又有许多尝试撑持了上面的结论以太典范开盘价。

以太说曾经在一段汗青期间内在人们脑中根深蒂固,深入地摆布着物理学家的思惟以太典范开盘价。出名物理学家洛伦兹推导出了契合电磁学协变前提的洛伦兹变更公式,但无法丢弃以太的概念。

爱因斯坦则斗胆丢弃了以太学说,认为光速稳定是根本的原理,并以此为起点之一创建了狭义相对论以太典范开盘价。

  固然后来的事实证明白实不存在以太,不外以太假说仍然在我们的生活中留下了陈迹,如以太网等以太典范开盘价。

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