基本內(nèi)容
生平 菲佐（Armand HipplyteLouis Fizeau 1819～1896）[u[/學(xué)家[/819年9月23日生于[u[/年攻讀醫(yī)學(xué)，后轉(zhuǎn)入法蘭西學(xué)院學(xué)習(xí)光學(xué)，并在[u果[/下在天文臺學(xué)習(xí)。1860年成為巴黎科學(xué)院院士。曾長期擔(dān)任巴黎工業(yè)大學(xué)教授。1856年獲得特里埃尼亞爾獎。1866年英國皇家學(xué)會授予他倫福德獎?wù)隆?896年9月18日于梵都爾逝世。 菲佐早年的研究工作大部分是和[u[/進(jìn)行的，這些研究大多與改進(jìn)照相方法有關(guān).他們用溴代替達(dá)蓋爾照相術(shù)中的碘，從而改善了達(dá)蓋爾照相術(shù)，并于1845年第一次攝得清晰的太陽表面像，開創(chuàng)了天文照相技術(shù)的新紀(jì)元。1848年，還用分光儀觀察了天體光譜，又使用起偏振器獨立地發(fā)現(xiàn)光譜的多普勒效應(yīng)，應(yīng)用這一效應(yīng)可測定天體的視向速度，因此被稱為多普勒－菲佐效應(yīng)。 1845～1849年間，菲佐又和傅科合作研究了光的干涉，發(fā)明了一種[u儀[/用此干涉儀發(fā)現(xiàn)了太陽光紅外一端的不可見輻射和可見光服從同一規(guī)律，并曾測定過星體的運(yùn)動速度和星體的直徑。 使菲佐聞名于世的是他首創(chuàng)了在實驗室的條件下進(jìn)行[u[/的方法。1849年9月，菲佐利用旋轉(zhuǎn)齒輪機(jī)構(gòu)將通過兩齒輪隙的光束用遠(yuǎn)處的反射鏡“劈開”，從時間和拉長了的距離可在實驗室測出光速，這樣測得光的速度為315000千米／秒。對他的實驗他自己評價說：“我最近用了一個新方法來觀察光傳遞的速度，結(jié)果頗為成功。在我看來，它為準(zhǔn)確研究這一重要現(xiàn)象提供了一個新途徑�！痹谡劦剿麥y得的光速值的誤差時，他說：“初次實驗提供的光速值，與天文學(xué)家們公認(rèn)的光速值只有很小的差別�！�1850年5月，他又利用這一方法測定了光在水中的速度，并與空氣中的光速值進(jìn)行比較，得出水中的光速小于空氣中光速的結(jié)論。這一結(jié)論有利于光的本性的爭論中波動說一派的觀點，因此歷史上它被認(rèn)為是光的微粒說還是波動說正確的判決性實驗，但這已是一個遲到的判決。 1851年，菲佐做了另一個有名的實驗，即現(xiàn)在所謂的菲佐實驗。使光在流動的水中傳播，用光干涉的方法測出光在流水中的速度，在當(dāng)時被認(rèn)為是證實了菲涅耳關(guān)于光以太被運(yùn)動媒質(zhì)部分拖曳的公式。但是菲佐本人對此實驗結(jié)果曾長期思索，1859年才發(fā)表，并預(yù)感到其基本假定可能有問題�，F(xiàn)在該實驗已成為狹義相對論速度合成法則的根據(jù)。 菲佐在其他方面的研究工作還有：首先在感應(yīng)圈內(nèi)引進(jìn)電容器，還研究過熱使物體膨脹的問題。 菲佐實驗 Fizeau experiment 這是直接測定光的曳引系數(shù)的實驗。菲佐在1851年用如圖所示的裝置進(jìn)行他的實驗。光源S發(fā)出的光被分束器P（涂有半透明金屬鍍層的傾斜放置的玻璃板）分成Ⅰ和Ⅱ兩束，經(jīng)過適當(dāng)放置的三塊反射鏡M1、M2、M3，兩束光沿矩形PM1M2M3以相反的方向行進(jìn)，回到P處會合，光束Ⅰ中有一部分透射進(jìn)入望遠(yuǎn)鏡筒T，光束Ⅱ中有一部分反射進(jìn)入T，兩者在那里形成干涉條紋。為了測定運(yùn)動介質(zhì)部分曳引光的效應(yīng)，在M3M2和PM1路徑中設(shè)置水流速度為v的水管。光束Ⅰ始終與水流反向，光束Ⅱ始終與水流同向。除在兩水管中的光程有差異外，兩束光的其他部分光程是相同的。這光程差可用兩束光通過水管的時間差Δt與真空光速c的乘積表示。設(shè)運(yùn)動水流的曳引系數(shù)為f，故水曳引光束獲得速度±fv，逆水光束Ⅰ通過水管的總速度為(c/n-fv)，順?biāo)馐虻目偹俣葎t為(c/n+fv)。所以，兩束光的時間差為 用光之波長λ來度量光程差cΔt，得到 用實驗觀測得到的δ值及參數(shù)l，v，λ，n之值代入，得出f的觀測值為0.48，與由公式f=1-1/n的計算值0.43相符合。由此而得的光在運(yùn)動介質(zhì)中的傳播速度是 u=(c/n)±v(1-1/n) 當(dāng)介質(zhì)逐漸稀薄時，n→1，u→c。結(jié)論就是，光在真空中的速度是普適常數(shù)c，與所用的慣性參考系無關(guān)。而按伽利略的速度合成公式，應(yīng)是u=c±v。 實際上，以上光在運(yùn)動媒質(zhì)中的傳播速度公式，在相對論中利用愛因斯坦速度合成定律立即可得。設(shè)實驗室參考系為S，與運(yùn)動媒質(zhì)水相對靜止的參考系為Su2032，則光在S系中的速度u，在Su2032系中的速度為uu2032=c/n，Su2032系的速度為v，它們之間的關(guān)系是 u=(uu2032+v)/(1+vuu2032/c) =(c/n+v)/(1+v/nc) ≈(c/n)(1+nv/c)(1-v/nc) ≈(c/n)(1+nv/c-v/nc) =(c/n)+v(1-1/n) 可見，完全用不到什么曳引系數(shù)這些額外的概念，相對論就能自然地解釋實驗的結(jié)果。在相對論創(chuàng)立前，曳引系數(shù)的概念是很神秘的。愛因斯坦很重視它，它在引導(dǎo)愛因斯坦建立相對論的過程中，曾起過相當(dāng)大的作用。
