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好地说明了布儒斯特数年前从实验上测得的结果。
另外,弹
媒质中除横波外一般还应有纵波,但实验却表明没有纵光波,如何消除以太的纵波,以及如何得
推导反
度公式所需要的边界条件是各
以太模型长期争论的难题。
19世纪中期,曾
行了一些实验,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
否定的结果。这些实验结果可从菲涅耳理论得到解释,
据菲涅耳运动媒质中的光速公式,当实验
度只达到一定的量级时,地球相对以太参照系的速度在这些实验中不会表现
来,而当时的实验都未达到此
度。
他认为,以太绕磁力线转动形成一个个涡元,在相邻的涡元之间有一层电荷粒
。他并假定,当这些粒
偏离它们的平衡位置即有一位移时,就会对涡元内
质产生一作用力引起涡元的变形,这就代表静电现象。
关于电场同位移有某
对应,并不是完全新的想法,汤姆孙就曾把电场比作以太的位移。另外,法拉第在更早就提
,当绝缘
质放在电场中时,其中的电荷将发生位移。麦克斯韦与法拉第不同之
在于,他认为不论有无绝缘
质存在,只要有电场就有以太电荷粒
的位移,位移的大小与电场
度成正比。当电荷粒
的位移随时间变化时,将形成电
,这就是他所谓的位移电
。对麦克斯韦来说,位移电
是真实的电
,而现在我们知
,只是其中的一
分(极化电
)才是真实的电
。
菲涅耳关于以太的一个重要理论工作是导
光在相对于以太参照系运动的透明
中的速度公式。1818年他为了解释阿拉果关于星光折
行为的实验,在杨的想法基础上提
:透明
质中以太的密度与该
质的折
率二次方成正比,他还假定当一个
相对以太参照系运动时,其内
的以太只是超过真空的那一
分被
带动(以太
分曳引假说)。利用菲涅耳的理论,很容易就能得到运动
内光的速度。
1881年-1884年,阿尔伯特·迈克尔逊和
德
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
应
度比
以太的速度。后来他接受了汤姆孙(即开尔文)的看法,改成磁场代表转动而电场代表平动。
在这一时期还曾建立了其他一些以太模型,不过以太论也遇到一些问题。首先,若光波为横波,则以太应为有弹
的固
媒质。那么为何天
运行其中会不受阻力呢?有人提
了一
解释:以太可能是一
像蜡或沥青样的塑
质,对于光那样快的振动,它
有足够的弹
像是固
,而对于像天
那样慢的运动则像
。
为了适应光学的需要,人们对以太假设一些非常的属
,如1839年麦克可拉模型和柯西模型。再有,由于对不同的光频率,折
率也不同,于是曳引系数对于不同频率亦将不同。这样,每
频率的光将不得不有自己的以太等等。以太的这些似乎相互矛盾
质实在是超
了人们的理解能力。
到19世纪60年代前期,麦克斯韦提
位移电
的概念,并在提
用一组微分方程来描述电磁场的普遍规律,这组方程以后被称为麦克斯韦方程组。
据麦克斯韦方程组,可以推
电磁场的扰动以波的形式传播,以及电磁波在空气中的速度为每秒31万公里,这与当时已知的空气中的光速每秒31.5万公里在实验误差范围内是一致的。
麦克斯韦在指
电磁扰动的传播与光传播的相似之后写
:“光就是产生电磁现象的媒质(指以太)的横振动”。后来,赫兹用实验方法证实了电磁波的存在。光的电磁理论成功地解释了光波的
质,这样以太不仅在电磁学中取得了地位,而且电磁以太同光以太也统一了起来。
在法拉第心目中,作用是逐步传过去的看法有着十分牢固的地位,他引
了力线来描述磁作用和电作用。在他看来,力线是现实的存在,空间被力线充满着,而光和
可能就是力线的横振动。他曾提
用力线来代替以太,并认为
质原
可能就是聚集在某个
状中心附近的力线场。他在1851年又写
:“如果接受光以太的存在,那么它可能是力线的荷载
。”但法拉第的观
并未为当时的理论
理学家们所接受。
在杨和菲涅耳的工作之后,光的波动说就在
理学中确立了它的地位。随后,以太在电磁学中也获得了地位,这主要是由于法拉第和麦克斯韦的贡献。