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光行差(或称为天文光行差、恒星光行差)是指运动的观测者观察到光的方向与同一时间同一地点静止的观测者观察到的方向有偏差的现象。光行差现象在天文观测上表现得尤为明显。由于地球公转、自转等原因,地球上观察天体的位置时总是存在光行差,其大小与观测者的速度和天体方向与观测者运动方向之间的夹角有关,并且在不断变化。

光行差现象是英国天文学家布拉德雷在1725~1728年发现的。

光的有限速度率和地球沿着绕太阳的轨道运动引起的恒星位置的视移位。在一年内,恒星似乎围绕它的平均位置走出一个小椭圆。这个现象在1729年由詹姆斯·布拉德雷(James bradley)发现,并被他用来测量光的速率。



迈克耳孙-莫雷实验是为了观测“以太”是否存在而作的一个实验,是在1887年由阿尔伯特·迈克耳孙与爱德华·莫雷合作,在美国的克利夫兰进行的。

当时认为光的传播介质是“以太”。由此产生了一个新的问题: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。迈克耳孙-莫雷实验就是在这个基础上进行的。

当“以太风”的速度为0时,两束光应同时到达,因而相位相同;如“以太风”速度不为零,即装置相对以太运动,则两列光波相位不同。

假设装置在以太中向右以速度v运动,且从部分镀银的玻璃片到两面镜子的距离为L,那么向右的那一束光在向右的过程中相对装置速度为c− v,花费的时间t1= L/ (c− v),返回时速度为c+ v,时间t2= L/ (c+ v)。所以总的时间是

而对于向上的那一束光,设它到达镜子所需的时间为t3,在这段时间里镜子向右移动了vt3,所以光走过的路程是一个直角三角形的斜边,于是有

由此可得:

而返回时间与此相同,所以总时间:

所以两束光的到达时间是不同的,根据这个实验应该能测量出地球通过以太的速度。


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