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狭义相对论的实验验证本文重定向自 狹義相對論的實驗驗證

(重定向自狭义相对论检验)

狭义相对论近代物理的一支基础理论,解释了当重力场不显著情形下所有的物理现象。在理论发展的过程中,许多实验扮演了重要的角色,提供了灵感或做为理论验证。此理论的强健在于其能精准地预测各种不同领域的实验,提高精准度的新验证实验仍在进行中。近期的实验焦点在普朗克尺度中微子方面,目前的结果皆与狭义相对论相应。主要的实验研究者包括Jakob Laub、Zhang、Mattingly、Clifford Will、Roberts/Schleif等研究群。

狭义相对论的背景限制于平直时空,亦即重力现象不显著的情形。当重力现象显得重要时,主要理论则需采用广义相对论,与此对应的实验验证则参见广义相对论的实验验证

引导出狭义相对论的实验

19世纪关于的主流理论为光以太学说,其为一“静止”的介质,光波在其中传导的方式类似于声波在空气中。做为类比,以太中的所有方向的光速为常数,与光源速度无关。因此当一观察者相对于以太做运动会观测到某种“以太风”,一如在空气中的移动观察者会感受到

一阶实验

菲佐实验Fizeau experiment), 1851

弗朗索瓦·阿拉戈于1810年的研究开始,有一连串的光学实验进行过,预期中应可测得v/c值一阶项的正结果,以展示以太中的相对运动。然而得到却是负结果。奥古斯丁·菲涅耳于1818年提出了解释,其中引入了一个附加假设称为“拖拽系数”(dragging coefficient),亦即物质会对以太做小程度的拖拽。1851年的菲佐实验显示了此一系数。随后的一阶实验显示了因为拖拽系数,实验必得出负结果。此外,一些静电学一阶实验也显示了负结果。亨德里克·洛伦兹于1892年与1895年,在运动观察者的情形下引入几项新的额外变数,解释为何所有一阶的光学与静电学实验会产生负结果。这些变数包括了:使静电场在运动方向上收缩的位置变数,以及与目前位置相关的“局域时间”变数。

二阶实验

迈克耳孙-莫利干涉仪(Michelson-Morley interferometer

否定以太拖拽的实验

狭义相对论的验证实验

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参考文献

  1. ^ 引用错误:没有为名为laub的参考文献提供内容

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